JP2023531966A - Protective packaging and its manufacturing method - Google Patents
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- Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics
Abstract
【解決手段】本開示は、保護包装材料を製造する方法、及び開示された方法を使用して製造された保護包装材料を対象とする。これらの包装材料は、生分解性、堆肥化可能、及び/又はリサイクル可能である。Kind Code: A1 The present disclosure is directed to methods of manufacturing protective packaging materials, and protective packaging materials manufactured using the disclosed methods. These packaging materials are biodegradable, compostable and/or recyclable.
Description
本開示は、保護包装材料を製造する方法、及び開示された方法を使用して製造された保護包装材料を対象とする。 The present disclosure is directed to methods of manufacturing protective packaging materials and protective packaging materials manufactured using the disclosed methods.
今日の市場では、クラフト紙とプラスチック製の緩衝材で作製されたパッド入り封筒が一般的である。これらの製品は、合理的な費用で包装要件を満たす。しかしながら、これらの製品は、従来の紙又はプラスチックのリサイクルプロセスではリサイクルできないため、環境に害を及ぼす。その結果、これらのパッド入り封筒のほとんどは埋め立て地に廃棄されている。膨張性ミクロスフェアを包含するパッド入り封筒は、紙のリサイクル可能な選択肢を備えるが、成分のすべてが完全に生分解性、堆肥化可能、又はリサイクル可能というわけではない。 Padded envelopes made of kraft paper and plastic padding are common in today's market. These products meet packaging requirements at reasonable cost. However, these products are harmful to the environment as they cannot be recycled through conventional paper or plastic recycling processes. As a result, most of these padded envelopes end up in landfills. Padded envelopes containing expandable microspheres provide a recyclable option for paper, but not all of the ingredients are completely biodegradable, compostable, or recyclable.
合理的な販売費で利用できる、軽量、生分解性、堆肥化可能、及び/又はよりリサイクル可能なパッド入り封筒が必要である。 There is a need for lightweight, biodegradable, compostable, and/or more recyclable padded envelopes that are available at a reasonable cost of sale.
本開示は、1重量%~40重量%の木質繊維、0.5重量%~20重量%のバインダー、0.2重量%~10重量%の界面活性剤、10重量%~95重量%の水、及び0重量%~30重量%の添加剤を含む組成物を対象とする。これらの組成物を製造する方法もまた記載される。本開示はまた、例えばパッド入り包装材料の製造に使用することができる、中間発泡体及び超膨張発泡体を包含する木質繊維含有発泡体の製造方法も対象としており、これについても記載されている。 The present disclosure is directed to compositions comprising 1% to 40% wood fiber, 0.5% to 20% binder, 0.2% to 10% surfactant, 10% to 95% water, and 0% to 30% additives by weight. Methods of making these compositions are also described. The present disclosure is also directed to and described in a method of making wood fiber-containing foams, including intermediate foams and hyperexpansion foams, which can be used, for example, in the manufacture of padded packaging materials.
別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本開示が関係する当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、本開示を限定することを意図するものではない。 Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure pertains. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the disclosure.
値の範囲が提供される場合、文脈が明らかに別段の指示をしない限り(例えば、ある数の炭素原子を含有する基の場合、範囲内に入る各炭素原子数が提供される場合)、介在する各値は、下限の単位の10分の1までであり、その範囲の上限と下限の間、及びその記載された範囲内の任意の他の記載された値又は介在する値は、本開示内に網羅されると理解される。これらのより小さな範囲の上限及び下限は、独立してより小さな範囲に包含されてもよく、記載された範囲内の任意の具体的に除外された制限を条件として、開示内に包含される。記載された範囲が制限の一方又は両方を包含する場合、包含される制限の両方を除外する範囲も開示に包含される。 When a range of values is provided, unless the context clearly dictates otherwise (e.g., for groups containing a certain number of carbon atoms, where each number of carbon atoms falling within the range is provided), each intervening value is to the tenth of the unit of the lower limit, and it is understood that between the upper and lower limits of the range and any other stated or intervening value within the stated range are encompassed within the disclosure. The upper and lower limits of these smaller ranges may independently be included in the smaller ranges and are encompassed within the disclosure, subject to any specifically excluded limit in the stated range. Where the stated range includes one or both of the limits, ranges excluding both of the included limits are also included in the disclosure.
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される冠詞「a」及び「an」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、冠詞の文法目的語の1つ又は複数(例えば、少なくとも1つ)を指すために本明細書で使用される。例として、「要素」は、1つの要素又は2つ以上の要素を意味する。 As used in this specification and the appended claims, the articles “a” and “an” are used herein to refer to one or more (e.g., at least one) of the grammatical objects of the article, unless the context clearly indicates otherwise. By way of example, "element" means one element or more than one element.
本開示は、木質繊維、バインダー、界面活性剤、水、及び例えばパッド入り包装材料での使用に適した任意の添加剤を含む組成物を対象とする。これらの組成物は、空気と結合して「湿潤発泡体」又は「中間発泡体」を形成することができ、これらの用語は本明細書では互換的に使用される。得られた中間発泡体は、1つ又は複数のウェブ基材に適用することができる。本開示の中間発泡体に誘電熱を加えると、x、y及びz平面のそれぞれ、すなわちx、y及び/又はz方向のそれぞれに中間発泡体が膨張し、「超膨張発泡体」又は「乾燥発泡体」が生成され、これらの用語は、本明細書では互換的に使用されてよい。 The present disclosure is directed to compositions comprising wood fibers, binders, surfactants, water, and optional additives suitable for use in, for example, padded packaging materials. These compositions can combine with air to form "wet foams" or "intermediate foams," the terms being used interchangeably herein. The resulting intermediate foam can be applied to one or more web substrates. Application of dielectric heat to the intermediate foam of the present disclosure expands the intermediate foam in each of the x, y and z planes, i.e., in each of the x, y and/or z directions, producing a "super-expanded foam" or "dry foam," which terms may be used interchangeably herein.
特定の理論に縛られるつもりはないが、膨張は、中間発泡体からの水蒸気/蒸気の急速な放出によって引き起こされると考えられている。驚くべきことに、x、y及び/又はz方向の膨張は、従来の加熱方法の使用では達成されない。特定の理論に縛られるつもりはないが、従来の加熱方法では、超膨張発泡体を生成するのに十分な速さで水を取り去ることができないと考えられている。得られた超膨張発泡体を含む製品は、詰め物、保護、及び/又は断熱を提供する環境に配慮した包装材料を製造するために使用できる。開示された方法に従って製造可能な製品としては、例えば、封筒、パッド入り封筒、段ボール包装、輸送中の包装/保護のための緩衝材、あらゆる形態の包装、生分解性フィルム包装、断熱断熱包装等が挙げられる。 While not wishing to be bound by any particular theory, expansion is believed to be caused by the rapid release of water vapor/steam from the intermediate foam. Surprisingly, expansion in the x, y and/or z directions is not achieved using conventional heating methods. While not wishing to be bound by any particular theory, it is believed that conventional heating methods cannot remove water fast enough to produce hyperexpanded foams. The resulting hyperexpansion foam-containing products can be used to produce environmentally friendly packaging materials that provide padding, protection, and/or insulation. Products that can be manufactured according to the disclosed methods include, for example, envelopes, padded envelopes, corrugated packaging, cushioning materials for packaging/protection during shipping, all forms of packaging, biodegradable film packaging, thermal insulation packaging, and the like.
好ましい態様では、本開示の組成物は、約1重量%~約40重量%の木質繊維、約0.5重量%~約20重量%のバインダー、約0.2重量%~約10重量%の界面活性剤、約10重量%~約95重量%の水、及び0重量%~約30重量%の添加剤を包含する。 In a preferred embodiment, the composition of the present disclosure comprises from about 1% to about 40% by weight wood fiber, from about 0.5% to about 20% by weight binder, from about 0.2% to about 10% by weight surfactant, from about 10% to about 95% by weight water, and from 0% to about 30% by weight additives.
いくつかの態様では、本開示の組成物は、約1重量%~約40重量%の木質繊維、例えば、1重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、1重量%~5重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、1重量%~10重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、1重量%~20重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、1重量%~30重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、5重量%~15重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、15重量%~25重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、5重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、1重量%~5重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、10重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、15重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、20重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、25重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、30重量%~40重量%の木質繊維を包含する。いくつかの態様では、組成物は、35重量%~40重量%の木質繊維を包含する。例えば、本開示の組成物は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、又は40重量%の木質繊維を包含できる。 In some aspects, the compositions of the present disclosure include from about 1% to about 40% by weight wood fiber, such as from 1% to 40% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 1% to 5% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 1% to 10% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 1% to 20% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 1% to 30% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 5% to 15% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 15% to 25% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 5% to 40% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 1% to 5% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 10% to 40% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 15% to 40% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 20% to 40% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 25% to 40% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 30% to 40% by weight wood fiber. In some aspects, the composition includes 35% to 40% by weight wood fiber. For example, the compositions of the present disclosure contain 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, or 40% by weight. of wood fibers.
本開示の組成物で使用される木質繊維は、バージン又は再生繊維であることができる。バージン繊維又は再生繊維は、硬材繊維、例えば、落葉樹から製造された繊維であることができる。本開示の組成物で使用される木質繊維は、軟材繊維、例えば、針葉樹から製造された繊維であることができる。本開示の組成物で使用される木質繊維は、硬材繊維と軟材繊維の組合せであることができる。好ましくは、本開示の組成物、発泡体、及び方法で使用される木材繊維は、軟材バージン木材繊維、特に軟材バージンクラフトパルプである。本開示の組成物で使用される木質繊維は、クラフトパルプ繊維、フラッフパルプ繊維、北部漂白軟材クラフト(NBSK)パルプ繊維、南部漂白軟材クラフト(SBSK)パルプ繊維、バージンパルプ繊維、漂白バージンパルプ繊維、漂白バージン軟材、新聞用紙、再生新聞用紙、再生パルプ繊維、脱墨パルプ繊維、漂白パルプ繊維、又はそれらの組み合わせ又はこれらの組み合わせであることができる。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、クラフトパルプ繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、フラッフパルプ繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、NBSK繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、SBSK繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、再生繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、脱インク繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、漂白繊維を含む。 Wood fibers used in the compositions of the present disclosure can be virgin or regenerated fibers. Virgin or regenerated fibers can be hardwood fibers, such as fibers made from deciduous trees. The wood fibers used in the compositions of the present disclosure can be softwood fibers, such as fibers made from softwoods. The wood fibers used in the compositions of the present disclosure can be a combination of hardwood and softwood fibers. Preferably, the wood fibers used in the compositions, foams and methods of the present disclosure are softwood virgin wood fibers, particularly softwood virgin kraft pulp. The wood fibers used in the compositions of the present disclosure can be kraft pulp fibers, fluff pulp fibers, northern bleached softwood kraft (NBSK) pulp fibers, southern bleached softwood kraft (SBSK) pulp fibers, virgin pulp fibers, bleached virgin pulp fibers, bleached virgin softwood, newsprint, recycled newsprint, recycled pulp fibers, deinked pulp fibers, bleached pulp fibers, or combinations thereof or combinations thereof. In some aspects, the wood fibers used in the compositions of the present disclosure comprise kraft pulp fibers. In some aspects, the wood fibers used in the compositions of the present disclosure comprise fluff pulp fibers. In some aspects, the wood fibers used in the compositions of the present disclosure comprise NBSK fibers. In some aspects, the wood fibers used in the compositions of the present disclosure comprise SBSK fibers. In some aspects, the wood fibers used in the compositions of the present disclosure comprise regenerated fibers. In some aspects, the wood fibers used in the compositions of the present disclosure comprise deinked fibers. In some aspects, the wood fibers used in the compositions of the present disclosure comprise bleached fibers.
本開示の組成物で使用される木質繊維は、紙製品の製造に典型的に使用されるあらゆる種類の木質繊維を包含できる。本開示によると、開示された組成物及び方法での使用に適した木質繊維は、例えば、トウヒ繊維、パイン繊維、モミ繊維、西洋ヘムロック繊維、バルサム繊維、シダー繊維、又はこれらの組み合わせを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、トウヒ繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の方法及び組成物で使用される木質繊維は、パイン繊維である。いくつかの態様では、本開示の組成物で使用される木質繊維は、モミ繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の方法及び組成物で使用される木質繊維は、西洋ヘムロック繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の方法及び組成物で使用される木質繊維は、バルサム繊維を含む。いくつかの態様では、本開示の方法及び組成物で使用される木質繊維は、シダー繊維を含む。いくつかの態様では、木材繊維に加えて、合成繊維を添加して組成物を形成することができる。合成繊維は、ポリエステル繊維及び/又はアクリロニトリル繊維を包含するがこれらに限定されないポリマー材料から作ることができる。 Wood fibers used in the compositions of the present disclosure can include any type of wood fiber typically used in the manufacture of paper products. According to the present disclosure, wood fibers suitable for use in the disclosed compositions and methods include, for example, spruce fibres, pine fibres, fir fibres, western hemlock fibres, balsam fibres, cedar fibres, or combinations thereof. In some aspects, the wood fibers used in the compositions of the present disclosure comprise spruce fibers. In some aspects, the wood fibers used in the methods and compositions of the present disclosure are pine fibers. In some aspects, the wood fibers used in the compositions of the present disclosure comprise fir fibers. In some aspects, the wood fibers used in the methods and compositions of the present disclosure comprise western hemlock fibers. In some aspects, the wood fibers used in the methods and compositions of the present disclosure comprise balsam fibers. In some aspects, the wood fibers used in the methods and compositions of the present disclosure comprise cedar fibers. In some aspects, in addition to wood fibers, synthetic fibers may be added to form the composition. Synthetic fibers can be made from polymeric materials including, but not limited to, polyester fibers and/or acrylonitrile fibers.
本開示によると、開示された組成物及び方法での使用に適した木質繊維は、約0.5mm~約5mm、例えば、0.5mm~5mmの繊維長を有する。軟材繊維の長さは、約2~4mm(0.08~0.16インチ)であることができる。硬材繊維の長さは、約0.5~1.5mm(0.02~0.06インチ)であることができる。再生繊維は、約0.01~5mmの短縮された長さを有することができる。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、0.5mm~4mmの繊維長を有する。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、0.5mm~3mmの繊維長を有する。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、0.5mm~2mmの繊維長を有する。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、0.5mm~1mmの繊維長を有する。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、1mm~4mmの繊維長を有する。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、2mm~4mmの繊維長を有する。いくつかの態様では、開示される方法で使用される木質繊維は、3mm~4mmの繊維長を有する。例えば、、開示される方法で使用される木質繊維は、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、又は4mmの繊維長を有することができる。 According to the present disclosure, wood fibers suitable for use in the disclosed compositions and methods have fiber lengths from about 0.5 mm to about 5 mm, such as from 0.5 mm to 5 mm. The length of the softwood fibers can be about 2-4 mm (0.08-0.16 inches). The length of the hardwood fibers can be about 0.5-1.5 mm (0.02-0.06 inches). Regenerated fibers can have a shortened length of about 0.01 to 5 mm. In some aspects, the wood fibers used in the disclosed methods have fiber lengths between 0.5 mm and 4 mm. In some aspects, the wood fibers used in the disclosed methods have fiber lengths between 0.5 mm and 3 mm. In some aspects, the wood fibers used in the disclosed methods have fiber lengths between 0.5 mm and 2 mm. In some aspects, the wood fibers used in the disclosed methods have fiber lengths between 0.5 mm and 1 mm. In some aspects, the wood fibers used in the disclosed methods have fiber lengths of 1 mm to 4 mm. In some aspects, the wood fibers used in the disclosed methods have fiber lengths between 2 mm and 4 mm. In some aspects, the wood fibers used in the disclosed methods have a fiber length of 3mm to 4mm. For example, the wood fibers used in the disclosed method may be 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3, 3.1, 3.2, 3. It can have a fiber length of 3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, or 4 mm.
本開示によると、開示された組成物及び方法での使用に適した木質繊維は、約20μm~約35μm、例えば、20μm~25μmの繊維幅を有する。いくつかの態様では、開示される方法及び組成物で使用される木質繊維は、20μm~25μmの繊維幅を有する。いくつかの態様では、開示される方法及び組成物で使用される木質繊維は、20μm~30μmの繊維幅を有する。いくつかの態様では、開示される方法及び組成物で使用される木質繊維は、25μm~30μmの繊維幅を有する。いくつかの態様では、開示される方法及び組成物で使用される木質繊維は、30μm~35μmの繊維幅を有する。例えば、開示される方法及び組成物で使用される木質繊維は、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34又は35μmの繊維長を有することができる。 According to the present disclosure, wood fibers suitable for use in the disclosed compositions and methods have a fiber width of about 20 μm to about 35 μm, such as 20 μm to 25 μm. In some aspects, the wood fibers used in the disclosed methods and compositions have a fiber width of 20 μm to 25 μm. In some aspects, the wood fibers used in the disclosed methods and compositions have a fiber width of 20 μm to 30 μm. In some aspects, the wood fibers used in the disclosed methods and compositions have a fiber width of 25 μm to 30 μm. In some aspects, the wood fibers used in the disclosed methods and compositions have a fiber width of 30 μm to 35 μm. For example, wood fibers used in the disclosed methods and compositions can have fiber lengths of 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, or 35 μm.
開示された組成物及び方法での使用に適した木質繊維は、1グラム当たり約500万繊維~1グラム当たり約3000万繊維、例えば、1グラム当たり5百万繊維~1グラム当たり3000万繊維の重量を有する。いくつかの態様では、本開示の木質繊維は、1グラム当たり500万~1000万繊維の重量を有する。いくつかの態様では、本開示の木質繊維は、1グラム当たり1000万~1500万繊維の重量を有する。いくつかの態様では、本開示の木質繊維は、1グラム当たり1500万~2000万繊維の重量を有する。いくつかの態様では、本開示の木質繊維は、1グラム当たり2000万~2500万繊維の重量を有する。いくつかの態様では、本開示の木質繊維は、1グラム当たり2500万~3000万繊維の重量を有する。例えば、開示された方法及び組成物での使用に適した木質繊維は、1グラム当たり500万、600万、700万、800万、900万、1000万、1100万、1200万、1300万、1400万、1500万、1600万、1700万、1800万、1900万、2000万、2100万、2200万、2300万、2400万、2500万、2600万、2700万、2800万、2900万又は3000万繊維の重量を有することができる。 Wood fibers suitable for use in the disclosed compositions and methods have a weight of from about 5 million fibers per gram to about 30 million fibers per gram, such as from 5 million fibers per gram to 30 million fibers per gram. In some aspects, the wood fibers of the present disclosure have a weight of 5-10 million fibers per gram. In some aspects, the wood fibers of the present disclosure have a weight of 10-15 million fibers per gram. In some aspects, the wood fibers of the present disclosure have a weight of 15-20 million fibers per gram. In some aspects, the wood fibers of the present disclosure have a weight of 20-25 million fibers per gram. In some aspects, the wood fibers of the present disclosure have a weight of 25-30 million fibers per gram. For example, wood fibers suitable for use in the disclosed methods and compositions are 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 per gram. It can have a weight of 1 million, 23 million, 24 million, 25 million, 26 million, 27 million, 28 million, 29 million or 30 million fibers.
開示された組成物及び方法での使用に適した木質繊維は、約0.05mg/m~約0.5mg/m、例えば、0.05mg/m~0.5mg/mの繊維粗さを有することができる。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.1mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.15mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.2mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.25mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.3mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.35mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.4mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.05mg/m~0.45mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.1mg/m~0.2mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.2mg/m~0.3mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.3mg/m~0.4mg/mの繊維粗さを有する。いくつかの態様では、木質繊維は、0.4mg/m~0.5mg/mの繊維粗さを有する。例えば、開示される方法及び組成物で使用される木質繊維は、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45又は0.5mg/mの繊維粗さを有する。 Wood fibers suitable for use in the disclosed compositions and methods can have a fiber coarseness of from about 0.05 mg/m to about 0.5 mg/m, such as from 0.05 mg/m to 0.5 mg/m. In some aspects, the wood fibers have a fiber coarseness of 0.05 mg/m to 0.1 mg/m. In some aspects, the wood fibers have a fiber coarseness of 0.05 mg/m to 0.15 mg/m. In some aspects, the wood fibers have a fiber coarseness of 0.05 mg/m to 0.2 mg/m. In some aspects, the wood fibers have a fiber coarseness of 0.05 mg/m to 0.25 mg/m. In some aspects, the wood fibers have a fiber coarseness of 0.05 mg/m to 0.3 mg/m. In some aspects, the wood fibers have a fiber coarseness of 0.05 mg/m to 0.35 mg/m. In some aspects, the wood fibers have a fiber coarseness of 0.05 mg/m to 0.4 mg/m. In some aspects, the wood fibers have a fiber coarseness of 0.05 mg/m to 0.45 mg/m. In some aspects, the wood fibers have a fiber coarseness of 0.1 mg/m to 0.2 mg/m. In some aspects, the wood fibers have a fiber coarseness of 0.2 mg/m to 0.3 mg/m. In some aspects, the wood fibers have a fiber coarseness of 0.3 mg/m to 0.4 mg/m. In some aspects, the wood fibers have a fiber coarseness of 0.4 mg/m to 0.5 mg/m. For example, wood fibers used in the disclosed methods and compositions have a coarseness of 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45 or 0.5 mg/m.
開示された組成物及び方法での使用に適した木質繊維としては、ホワイトスプルース(カナダトウヒ)(>90%)及びロッジポールパイン(コントルタマツ)(<10%)を含み、繊維長が2.39mm、繊維幅が27.4μm、重量が1グラム当たり870万繊維、繊維粗さが0.14mg/mである軟材クラフトパルプ(マーサー・ピース・リバー・パルプ社)が挙げられる。 Suitable wood fibers for use in the disclosed compositions and methods include softwood kraft pulp (Mercer Peace River Pulp, Inc.) comprising white spruce (Canada spruce) (>90%) and lodgepole pine (Contreta pine) (<10%), having a fiber length of 2.39 mm, a fiber width of 27.4 μm, a weight of 8.7 million fibers per gram, and a coarseness of 0.14 mg/m.
本開示の組成物は、バインダー、好ましくは約0.5重量%~約50重量%、例えば、0.5重量%~40重量%、例えば、0.5重量%~30重量%、例えば、0.5重量%~25重量%、例えば、0.5重量%~20重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、0.5重量%~1重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、0.5重量%~5重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、0.5重量%~10重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、0.5重量%~15重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、0.5重量%~20重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、5重量%~10重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、10重量%~15重量%のバインダーを包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、15重量%~20重量%のバインダーを包含する。例えば、、本開示の組成物は、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5又は20重量%のバインダーを包含する。 The composition of the present disclosure includes a binder, preferably from about 0.5% to about 50%, such as from 0.5% to 40%, such as from 0.5% to 30%, such as from 0.5% to 25%, such as from 0.5% to 20% by weight. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 0.5% to 1% by weight binder. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 0.5% to 5% by weight binder. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 0.5% to 10% by weight binder. In some aspects, the composition of the present disclosure includes 0.5% to 15% by weight of binder. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 0.5% to 20% by weight of binder. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 5% to 10% by weight binder. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 10% to 15% by weight binder. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 15% to 20% by weight binder. For example, the compositions of the present disclosure are 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5, 11, 11.5, 12, 12.5, 13, 13.5, 14, 14.5, 15, 15.5, 16, 16. 5, 17, 17.5, 18, 18.5, 19, 19.5 or 20% by weight binder.
本開示によると、バインダーは、ポリビニルアルコール(PVOH)、エチレンビニルアルコールコポリマー(EVOH)、デンプン(例えば、コーンデンプン及びタピオカデンプンを包含する加熱調理したデンプン又は生デンプン)、ポリビニルアセテート、エチレン酢酸ビニルアクリル、デキストリン、又はこれらの組み合わせであることができる。いくつかの態様では、バインダーは、ポリビニルアルコールを含む。いくつかの態様では、バインダーは、エチレンビニルアルコールコポリマーを含む。いくつかの態様では、バインダーは、デンプンを含む。いくつかの態様では、バインダーは、ポリビニルアセテートを含む。いくつかの態様では、バインダーは、エチレン酢酸ビニルアクリルを含む。いくつかの態様では、バインダーは、デキストリンを含む。本開示の好ましい態様では、バインダーは、PVOH、EVOH、又はこれらの組み合わせである。PVOH及び/又はEVOHは、生分解性及び/又は柔軟な製品の製造において特に好ましい。より硬い製品が望まれる他の態様では、バインダーはデンプンを包含できる。開示された方法での使用に適したバインダーは、例えば、セキスイ・スペシャルティ・ケミカルズ・アメリカ社(テキサス州ダラス)及び株式会社クラレ(日本、東京)から入手可能である。好ましいバインダーとしては、セルボール(登録商標)ポリビニルアルコール840、セルボール(登録商標)ポリビニルアルコール540及びセルボール(登録商標)ポリビニルアルコール805が挙げられる。本開示の組成物は、約0.2重量%~約10重量%、好ましくは0.2重量%~10重量%の量の界面活性剤も包含する。いくつかの態様では、組成物は、0.2重量%~1重量%の界面活性剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、0.2重量%~5重量%の界面活性剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、0.5重量%~5重量%の界面活性剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、1重量%~5重量%の界面活性剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、5重量%~10重量%の界面活性剤を包含する。例えば、本開示の組成物は、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5又は10重量%の界面活性剤を包含できる。 According to this disclosure, the binder can be polyvinyl alcohol (PVOH), ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH), starch (e.g., cooked or raw starch including corn starch and tapioca starch), polyvinyl acetate, ethylene vinyl acetate acrylic, dextrin, or combinations thereof. In some aspects, the binder comprises polyvinyl alcohol. In some aspects, the binder comprises an ethylene vinyl alcohol copolymer. In some aspects, the binder comprises starch. In some aspects, the binder comprises polyvinyl acetate. In some aspects, the binder comprises ethylene vinyl acetate acrylic. In some aspects, the binder comprises dextrin. In preferred aspects of the present disclosure, the binder is PVOH, EVOH, or a combination thereof. PVOH and/or EVOH are particularly preferred in the production of biodegradable and/or flexible products. In other embodiments where a stiffer product is desired, the binder can include starch. Binders suitable for use in the disclosed methods are available, for example, from Sekisui Specialty Chemicals America, Inc. (Dallas, Texas) and Kuraray Co., Ltd. (Tokyo, Japan). Preferred binders include Cellbol® Polyvinyl Alcohol 840, Cellbol® Polyvinyl Alcohol 540 and Cellbol® Polyvinyl Alcohol 805. The compositions of the present disclosure also include a surfactant in an amount of about 0.2% to about 10%, preferably 0.2% to 10% by weight. In some embodiments, the composition includes 0.2% to 1% surfactant by weight. In some embodiments, the composition includes 0.2% to 5% by weight surfactant. In some embodiments, the composition includes 0.5% to 5% by weight surfactant. In some aspects, the composition includes 1% to 5% by weight of surfactant. In some aspects, the composition includes 5% to 10% by weight of surfactant. For example, the compositions of the present disclosure can include 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, or 10% by weight surfactant.
開示された組成物での使用に適した界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、又はこれらの組み合わせであることができる。いくつかの態様では、界面活性剤は、アニオン性界面活性剤を含む。いくつかの態様では、界面活性剤は、カチオン性界面活性剤を含む。いくつかの態様では、界面活性剤は、両性界面活性剤を含む。 Surfactants suitable for use in the disclosed compositions can be anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, or combinations thereof. In some aspects, the surfactant comprises an anionic surfactant. In some aspects, the surfactant comprises a cationic surfactant. In some aspects, the surfactant comprises an amphoteric surfactant.
開示された方法での使用に適した界面活性剤は、ドデシル硫酸ナトリウム、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム、ドデシルジメチルアミンオキシド(DDAO)、ステアリルアルコール、ラウリン酸グリセリル、ポリソルベート、セトステアリルアルコール、デンプン、スクロース、パルミチン酸ヘキサデシル、ラウリルジメチルアミンオキシド(LDAO)、コアミドプロピルベタイン(CAPB)、エタノールアミン、ソルビトール、エチレンジアミン四酢酸二水素二ナトリウム、スルホサクシネート、又はこれらの組み合わせを包含する。開示された方法での使用に好ましい界面活性剤は、エアロゾル(登録商標)OT-75(ソルベイ)である。開示された方法での使用に好ましい界面活性剤は、アンモニックス(登録商標)(ステファン社)である。開示された方法での使用に好ましい別の界面活性剤は、アンフォソル(登録商標)(ステファン社)である。開示された方法での使用に好ましい別の界面活性剤は、アンモニックス(登録商標)Loスペシャル(ステファン社)である。開示された方法での使用に好ましい別の界面活性剤は、コカミドプロピルベタインアンフォソルGC-50(登録商標)(ステファン社)である。開示された方法での使用に好ましい別の界面活性剤は、コカミドプロピルベタインである。 Surfactants suitable for use in the disclosed method include sodium dodecyl sulfate, dioctyl sodium sulfosuccinate, dodecyldimethylamine oxide (DDAO), stearyl alcohol, glyceryl laurate, polysorbate, cetostearyl alcohol, starch, sucrose, hexadecyl palmitate, lauryldimethylamine oxide (LDAO), coamidopropyl betaine (CAPB), ethanolamine, sorbitol, ethylenediaminetetraacetic acid dihydrogen dihydrogen sodium, sulfosuccinate, or combinations thereof. A preferred surfactant for use in the disclosed method is Aerosol® OT-75 (Solvay). A preferred surfactant for use in the disclosed method is Ammonix® (Stefan Corporation). Another preferred surfactant for use in the disclosed method is Amphosol® (Stefan Corporation). Another preferred surfactant for use in the disclosed method is Ammonix® Lo Special (Stefan Corporation). Another preferred surfactant for use in the disclosed method is Cocamidopropyl Betaine Amphosol GC-50® (Stephen Corp.). Another preferred surfactant for use in the disclosed method is cocamidopropyl betaine.
本開示の組成物は、水、好ましくは約10重量%~約95重量%、例えば、10重量%~95重量%の水も包含する。水は、紙製品の製造に典型的に使用される任意の水であってもよく、真水、湧き水、精製水、蒸留水、逆浸透水等を包含することができる。当業者は、本開示の組成物及び方法で使用される水が、微量のミネラル、無機化合物、及び有機化合物を包含し得ることを理解するであろう。いくつかの態様では、組成物は、10重量%~20重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、20重量%~30重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、30重量%~40重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、40重量%~50重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、50重量%~60重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、60重量%~70重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、70重量%~80重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、85重量%~95重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、10重量%~50重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、50重量%~95重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、25重量%~50重量%の水を包含する。いくつかの態様では、本開示の組成物は、50重量%~75重量%の水を包含する。例えば、本開示の組成物は、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90又は95重量%の水を包含できる。 Compositions of the present disclosure also include water, preferably from about 10% to about 95%, eg, from 10% to 95% by weight. The water can be any water typically used in the manufacture of paper products and can include fresh water, spring water, purified water, distilled water, reverse osmosis water, and the like. Those skilled in the art will appreciate that the water used in the compositions and methods of the present disclosure may contain trace amounts of minerals, inorganic compounds, and organic compounds. In some embodiments, the composition includes 10% to 20% water by weight. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 20% to 30% water by weight. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 30% to 40% water by weight. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 40% to 50% water by weight. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 50% to 60% water by weight. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 60% to 70% water by weight. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 70% to 80% water by weight. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 85% to 95% water by weight. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 10% to 50% water by weight. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 50% to 95% water by weight. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 25% to 50% water by weight. In some aspects, the compositions of the present disclosure include 50% to 75% water by weight. For example, compositions of the present disclosure can include 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, or 95% by weight water.
いくつかの態様では、本開示の組成物は、木質繊維、バインダー、界面活性剤及び水から成る。他の態様では、本開示の組成物は、木質繊維、バインダー、界面活性剤、水、及びパッド入り包装材料の製造に使用する組成物の基本的及び新規な特性に実質的に影響を与えない追加の要素から本質的になる。 In some aspects, the compositions of the present disclosure consist of wood fiber, binder, surfactant and water. In other aspects, the compositions of the present disclosure consist essentially of wood fibers, binders, surfactants, water, and additional elements that do not substantially affect the basic and novel properties of the compositions used to make padded packaging materials.
いくつかの態様では、本開示の組成物は、木質繊維、バインダー、界面活性剤、水、及び添加剤(すなわち、1つ又は複数の添加剤)を含む。添加剤を包含するこれらの組成物は、30重量%までのゼロでない重量%の添加剤を包含する。添加剤は、単一の添加剤を包含することができ、又は添加剤は、2つ以上の添加剤を含むことができる。本開示の組成物が2つ以上の添加剤を包含する場合、添加剤の総合計量は、非ゼロ重量%から30重量%までである。いくつかの態様では、組成物は、30重量%以下の添加剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、25重量%以下の添加剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、20重量%以下の添加剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、15重量%以下の添加剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、10重量%以下の添加剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、5重量%以下の添加剤を包含する。いくつかの態様では、組成物は、2重量%以下の添加剤を包含する。例えば、本開示の組成物は、0.1重量%未満であるゼロでない重量%、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5又は30重量%の添加剤を包含できる。本開示の組成物は、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5又は30重量%までの添加剤を包含できる。 In some aspects, compositions of the present disclosure comprise wood fibers, binders, surfactants, water, and additives (ie, one or more additives). Those compositions containing additives contain a non-zero weight percent of the additive up to 30 weight percent. An additive can include a single additive, or an additive can include two or more additives. When the composition of the present disclosure includes more than one additive, the total amount of additives is from non-zero weight percent to 30 weight percent. In some aspects, the composition includes no more than 30% by weight of additives. In some aspects, the composition includes no more than 25% by weight of additives. In some aspects, the composition includes no more than 20% by weight of additives. In some aspects, the composition includes no more than 15% by weight of additives. In some aspects, the composition includes no more than 10% by weight of additives. In some aspects, the composition includes no more than 5% by weight of additives. In some embodiments, the composition includes no more than 2 wt% additive. For example, the compositions of the present disclosure have a non-zero weight percent that is less than 0.1 weight percent, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5, 11 , 11.5, 12, 12.5, 13, 13.5, 14, 14.5, 15, 15.5, 16, 16.5, 17, 17.5, 18, 18.5, 19, 19.5, 20, 20.5, 21, 21.5, 22, 22.5, 23, 23.5, 24, 24.5, 26, 26.5, 27, 27 .5, 28, 28.5, 29, 29.5 or 30% by weight of additives can be included. The composition of the present disclosure has a 3, 13.5, 14, 14.5, 15, 15.5, 16, 16.5, 17, 17.5, 18, 18.5, 19, 19.5, 20, 20.5, 21, 21.5, 22, 22.5, 23, 23.5, 24, 24.5, 26, 26.5, 27, 27.5, 28, 28.5, 29, 2 Additives up to 9.5 or 30% by weight can be included.
本開示の組成物での使用に適した添加剤としては、塩、デンプン、非発泡ミクロスフェア、発泡ミクロスフェア、炭酸カルシウム、粘土、ナノセルロース、ナノ結晶セルロース、UV染料、染料、顔料、消泡剤、保湿剤、ワックス、相変化材料、マイクロカプセル化薬品、可塑剤、粘着付与剤、接着促進剤(例えば、EGDA、PEI)、架橋剤、ポリエーテル化合物、レオロジー調整剤、防腐剤、殺生物剤、又はこれらの組み合わせが挙げられる。 Additives suitable for use in the compositions of the present disclosure include salts, starches, non-expanded microspheres, expanded microspheres, calcium carbonate, clays, nanocellulose, nanocrystalline cellulose, UV dyes, dyes, pigments, antifoams, humectants, waxes, phase change materials, microencapsulated chemicals, plasticizers, tackifiers, adhesion promoters (e.g., EGDA, PEI), crosslinkers, polyether compounds, rheology modifiers, preservatives, biocides, or combinations thereof.
本開示の生成物での使用に適したミクロスフェアは、例えば、米国公開出願第20190284438号、米国公開出願第20190062028号、及び米国特許第10,100,204号に記載されており、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。 Microspheres suitable for use in the products of the present disclosure are described, for example, in US Published Application No. 20190284438, US Published Application No. 20190062028, and US Patent No. 10,100,204, which are incorporated herein by reference in their entirety.
レオロジー調整剤は、増粘剤又は粘度調整剤とも呼ばれ、当業界で既知であり、例えば、ワックス、ワックス分散液、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸増粘剤、キサンタンガム、生デンプン、加熱調理したデンプン又はこれらの組み合わせが挙げられる。 Rheology modifiers, also called thickeners or viscosity modifiers, are known in the art and include, for example, waxes, wax dispersions, hydroxyethylcellulose, methylcellulose, polyacrylic acid thickeners, xanthan gum, raw starch, cooked starch, or combinations thereof.
いくつかの態様では、本開示の組成物は、無機イオン塩である添加剤を包含しない、つまり、本開示の組成物は、約0重量%の無機イオン塩を包含できる。 In some aspects, the compositions of the present disclosure do not include additives that are inorganic ionic salts, ie, the compositions of the present disclosure can include about 0% by weight of inorganic ionic salts.
いくつかの態様では、本開示の組成物は、無機イオン塩である添加剤を包含する。無機イオン塩である添加剤を包含する組成物は、中間発泡体がマイクロ波で加熱される本開示の実施形態において特に好ましい。特定の理論に縛られることなく、無機イオン塩は、マイクロ波加熱中の急速な温度上昇を促進して、本開示の超膨張発泡体を生成できると考えられる。これらの態様では、無機イオン塩は、組成物中に30重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に25重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に20重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に15重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に10重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に5重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に4重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に3重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に2重量%以下の量で存在してよい。いくつかの態様では、無機イオン塩は、組成物中に1重量%以下の量で存在してよい。他の態様では、本開示の組成物は、最大0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、20.5、21、21.5、22、22.5、23、23.5、24、24.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29、29.5又は30重量%の無機イオン塩を包含できる。本開示の組成物での使用に適した無機イオン塩としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硝酸アルミニウム、ジルコニウムアンモニウム、又はこれらの組み合わせが挙げられる。塩化ナトリウムは、特に好ましい無機イオン塩である。特定の理論に縛られるつもりはないが、適切な無機イオン塩の添加は、本明細書に記載の方法を使用して、本開示の組成物から製造された中間発泡体の乾燥を容易にすることができると考えられる。RF処理は、無機イオン塩添加剤を添加することなく、本開示の超膨張発泡体を製造するのに十分な急速な温度上昇をもたらすと考えられる。それにもかかわらず、RFで処理された組成物は、必要に応じて、無機イオン塩添加剤を包含することができる。 In some aspects, the compositions of the present disclosure include additives that are inorganic ionic salts. Compositions that include additives that are inorganic ionic salts are particularly preferred in embodiments of the present disclosure in which the intermediate foam is microwave heated. Without being bound by a particular theory, it is believed that inorganic ionic salts can promote rapid temperature increases during microwave heating to produce the hyperexpanded foams of the present disclosure. In these aspects, the inorganic ionic salt may be present in the composition in an amount up to 30% by weight. In some aspects, the inorganic ionic salt may be present in the composition in an amount of 25% or less by weight. In some aspects, the inorganic ionic salt may be present in the composition in an amount of 20% or less by weight. In some aspects, the inorganic ionic salt may be present in the composition in an amount of 15% or less by weight. In some aspects, the inorganic ionic salt may be present in the composition in an amount of 10% or less by weight. In some aspects, the inorganic ionic salt may be present in the composition in an amount of 5% or less by weight. In some aspects, the inorganic ionic salt may be present in the composition in an amount of 4% or less by weight. In some aspects, the inorganic ionic salt may be present in the composition in an amount of 3% or less by weight. In some aspects, the inorganic ionic salt may be present in the composition in an amount of 2% or less by weight. In some aspects, the inorganic ionic salt may be present in the composition in an amount of 1% or less by weight. In other aspects, the compositions of the present disclosure have a maximum 12.5, 13, 13.5, 14, 14.5, 15, 15.5, 16, 16.5, 17, 17.5, 18, 18.5, 19, 19.5, 20, 20.5, 21, 21.5, 22, 22.5, 23, 23.5, 24, 24.5, 26, 26.5, 27, 27.5, 28, 28. 5, 29, 29.5 or 30 weight percent inorganic ionic salts can be included. Inorganic ionic salts suitable for use in the compositions of the present disclosure include sodium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, aluminum nitrate, ammonium zirconium, or combinations thereof. Sodium chloride is a particularly preferred inorganic ionic salt. While not wishing to be bound by any particular theory, it is believed that the addition of suitable inorganic ionic salts can facilitate drying of intermediate foams made from the compositions of the present disclosure using the methods described herein. RF treatment is believed to provide a sufficiently rapid temperature rise to produce the hyperexpanded foams of the present disclosure without the addition of inorganic ionic salt additives. Nevertheless, the RF-treated composition can optionally include inorganic ionic salt additives.
所定量の水を添加すると、水和又は再水和して、本明細書に記載の所望の組成物を生成することができる乾燥パルプ組成物も本開示の範囲内である。これは、1重量%~40重量%の木質繊維、0.5重量%~20重量%のバインダー、0.2重量%~10重量%の界面活性剤、及び最大30重量%の任意の添加剤を包含する。後でこの乾燥パルプ組成物に水を加えて(再)水和し、次いで通気し(又は同時に(再)水和及び通気し)、中間発泡体を形成することができる。一態様では、この方法での木材繊維の再水和及び通気はより迅速である。一態様では、0.5重量%~20重量%のバインダー、0.2重量%~10重量%の界面活性剤、及び最大30重量%の任意の添加剤を含む溶液を、(例えば、噴霧、浸たす、浸漬等により)木質繊維を含有する木質繊維又は木材シート/塊に適用して、本明細書に記載の組成物を形成してよい。全体に基づく木材繊維の最終含有量は、1重量%~40重量%である。 Also within the scope of this disclosure are dry pulp compositions that can be hydrated or rehydrated to produce the desired compositions described herein upon the addition of a predetermined amount of water. This includes 1% to 40% by weight wood fiber, 0.5% to 20% binder, 0.2% to 10% surfactant, and up to 30% by weight optional additives. Water can later be added to this dry pulp composition to (re)hydrate and then aerate (or (re)hydrate and aerate at the same time) to form an intermediate foam. In one aspect, rehydration and aeration of the wood fibers in this method is more rapid. In one aspect, a solution comprising 0.5% to 20% by weight of binder, 0.2% to 10% by weight of surfactant, and up to 30% by weight of optional additives may be applied (e.g., by spraying, soaking, dipping, etc.) to wood fibers or wood sheets/mass containing wood fibers to form the compositions described herein. The final content of wood fibers on a total basis is between 1% and 40% by weight.
別の実施形態では、2部構成のキット;例えば、キットの一部は、バインダー、界面活性剤、及び任意の添加剤を含み、このキットを(例えば、噴霧、浸たす、浸漬等により)木質繊維を含むキットの他の部分と組み合わせて、組み合わされたキットを水和及び通気して、中間発泡体を生成することができる。2部構成のキットの成分は、輸送と保管のニーズに合わせて変更してよい。また、輸送及び保管のニーズに合わせて、3部構成又は4部構成のキットを作成してよいことも想定されている。この方法で製造された組成物は、本明細書に記載の任意の方法で使用することができる。 In another embodiment, a two-part kit; for example, one part of the kit can include binders, surfactants, and optional additives, and this kit can be combined (e.g., by spraying, soaking, dipping, etc.) with other parts of the kit including wood fibers to hydrate and aerate the combined kit to produce an intermediate foam. The components of the two-part kit may be varied to suit transportation and storage needs. It is also envisioned that 3-part or 4-part kits may be constructed to suit transportation and storage needs. Compositions made in this manner can be used in any of the methods described herein.
1重量%~40重量%の木質繊維、0.5重量%~20重量%のバインダー、0.2重量%~10重量%の界面活性剤、10重量%~95重量%の水、及び最大30重量%の任意の添加剤を包含する本開示の組成物は、空気を水性組成物に組み込むために当技術分野で知られている方法を使用して、空気と混合及び組み合わせて(すなわち、通気して)、中間発泡体を形成することができる。1つの実施形態では、木材繊維は、混合及び通気の前に元のコンパクトな形状から機械的に分解される。別の実施形態では、混合と通気の工程は、混合と通気の速度に応じて、同時に木材繊維を機械的に分解する。いくつかの態様では、空気の総体積%が95%になるまで、材料に空気を添加する。本明細書で使用するとき、配合中の「空気の体積%」は、次の式に従って計算される。 Compositions of the present disclosure, which include 1% to 40% by weight wood fiber, 0.5% to 20% binder, 0.2% to 10% surfactant, 10% to 95% water, and up to 30% optional additives by weight, can be mixed and combined (i.e., aerated) with air to form an intermediate foam using methods known in the art for incorporating air into aqueous compositions. In one embodiment, the wood fibers are mechanically disassembled from their original compact shape prior to mixing and aeration. In another embodiment, the mixing and aeration steps simultaneously mechanically degrade the wood fibers, depending on the speed of mixing and aeration. In some aspects, air is added to the material until the total volume percent of air is 95%. As used herein, "% by volume of air" in a formulation is calculated according to the following formula.
いくつかの態様では、中間発泡体は、市販のシェービングクリームフォーム又はパーソナルケアムースの一貫性及び外観を有する。他の態様では、中間発泡体は、パンケーキ生地の一貫性及び外観を有する。 In some aspects, the intermediate foam has the consistency and appearance of a commercial shaving cream foam or personal care mousse. In another aspect, the intermediate foam has the consistency and appearance of a pancake batter.
本開示に従って製造される中間発泡体は、約10体積%~約95体積%、例えば、10体積%~95体積%の空気を包含できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、10体積%~50体積%の空気を包含する。いくつかの態様では、中間発泡体は、50体積%~95体積%の空気を包含する。いくつかの態様では、中間発泡体は、20体積%~95体積%の空気を包含する。いくつかの態様では、中間発泡体は、30体積%~80体積%の空気を包含する。いくつかの態様では、中間発泡体は、40体積%~50体積%の空気を包含する。いくつかの態様では、中間発泡体は、50体積%~90体積%の空気を包含する。いくつかの態様では、中間発泡体は、70体積%~95体積%の空気を包含する。例えば、本開示に従って製造される中間発泡体は、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90又は95体積%の空気を包含できる。 Intermediate foams made in accordance with the present disclosure can contain from about 10% to about 95% by volume air, such as from 10% to 95% by volume. In some aspects, the intermediate foam contains 10% to 50% air by volume. In some aspects, the intermediate foam contains 50% to 95% air by volume. In some aspects, the intermediate foam contains 20% to 95% air by volume. In some aspects, the intermediate foam contains 30% to 80% air by volume. In some aspects, the intermediate foam contains 40% to 50% air by volume. In some aspects, the intermediate foam contains 50% to 90% air by volume. In some aspects, the intermediate foam contains 70% to 95% air by volume. For example, an intermediate foam made according to the present disclosure can contain 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, or 95 volume percent air.
本開示の中間発泡体は、当技術分野で知られている1つ又は複数の方法を使用して、空気を本開示の組成物と組み合わせることによって生成することができる。空気を混合する適切な方法としては、例えば、注入、混合、せん断、パドル混合、カウル混合、ゲート混合、オーガー混合、又はそれらの組合せが挙げられる。 Intermediate foams of the present disclosure can be produced by combining air with the compositions of the present disclosure using one or more methods known in the art. Suitable methods of mixing air include, for example, injection, mixing, shearing, paddle mixing, cowl mixing, gate mixing, auger mixing, or combinations thereof.
開示された方法に従って製造される中間発泡体は、25℃~40℃で約3,000~約100,000cPs、例えば、5,000~100,000cPsの粘度を有する。粘度は、当業界で既知の方法を使用して測定できる。いくつかの態様では、開示された方法に従って製造される中間発泡体は、25℃で5,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、開示された方法に従って製造される中間発泡体は、40℃で5,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で5,000~10,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で10,000~20,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で20,000~30,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で30,000~40,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で40,000~50,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で50,000~60,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で60,000~70,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で70,000~80,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で80,000~90,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で90,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で5,000~50,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で50,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で25,000~50,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で50,000~75,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で75,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で5,000~10,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で10,000~20,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で20,000~30,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で30,000~40,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で40,000~50,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で50,000~60,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で60,000~70,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で70,000~80,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で80,000~90,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で90,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で5,000~50,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で50,000~100,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で25,000~50,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で50,000~75,000cPsの粘度を有する。いくつかの態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で75,000~100,000cPsの粘度を有する。例えば、本開示に従って製造される中間発泡体は、25℃で5,000、10,000、15,000、20,000、25,000、30,000、35,000、40,000、45,000、50,000、55,000、60,000、65,000、70,000、75,000、80,000、85,000、90,000、95,000又は100,000cPsの粘度を有することができる。他の態様では、本開示に従って製造される中間発泡体は、40℃で5,000、10,000、15,000、20,000、25,000、30,000、35,000、40,000、45,000、50,000、55,000、60,000、65,000、70,000、75,000、80,000、85,000、90,000、95,000又は100,000cPsの粘度を有することができる。 An intermediate foam made according to the disclosed method has a viscosity of about 3,000 to about 100,000 cPs, such as 5,000 to 100,000 cPs at 25°C to 40°C. Viscosity can be measured using methods known in the art. In some aspects, an intermediate foam made according to the disclosed method has a viscosity of 5,000 to 100,000 cPs at 25°C. In some embodiments, intermediate foams made according to the disclosed methods have viscosities of 5,000 to 100,000 cPs at 40°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 5,000 to 10,000 cPs at 25°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 10,000 to 20,000 cPs at 25°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 20,000 to 30,000 cPs at 25°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 30,000 to 40,000 cPs at 25°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 40,000 to 50,000 cPs at 25°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 50,000 to 60,000 cPs at 25°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 60,000 to 70,000 cPs at 25°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 70,000 to 80,000 cPs at 25°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 80,000 to 90,000 cPs at 25°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 90,000 to 100,000 cPs at 25°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 5,000 to 50,000 cPs at 25°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 50,000 to 100,000 cPs at 25°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 25,000 to 50,000 cPs at 25°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 50,000 to 75,000 cPs at 25°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 75,000 to 100,000 cPs at 25°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 5,000 to 10,000 cPs at 40°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 10,000 to 20,000 cPs at 40°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 20,000 to 30,000 cPs at 40°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 30,000 to 40,000 cPs at 40°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 40,000 to 50,000 cPs at 40°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 50,000 to 60,000 cPs at 40°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 60,000 to 70,000 cPs at 40°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 70,000 to 80,000 cPs at 40°C. In some aspects, intermediate foams made according to the present disclosure have a viscosity of 80,000 to 90,000 cPs at 40°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 90,000 to 100,000 cPs at 40°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 5,000 to 50,000 cPs at 40°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 50,000 to 100,000 cPs at 40°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 25,000 to 50,000 cPs at 40°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 50,000 to 75,000 cPs at 40°C. In some aspects, an intermediate foam made according to the present disclosure has a viscosity of 75,000 to 100,000 cPs at 40°C. For example, intermediate foams made in accordance with the present disclosure have temperatures of 5,000, 10,000, 15,000, 20,000, 25,000, 30,000, 35,000, 40,000, 45,000, 50,000, 55,000, 60,000, 65,000, 70,000, 75,000, 80 at 25°C. ,000, 85,000, 90,000, 95,000 or 100,000 cPs. In other aspects, intermediate foams made in accordance with the present disclosure have a , 80,000, 85,000, 90,000, 95,000 or 100,000 cPs.
本開示の方法に従って製造される中間発泡体は、約0.5ポンド/ガロン~約5ポンド/ガロン、例えば、0.5ポンド/ガロン~5ポンド/ガロンの密度を有することができる。いくつかの態様では、本開示の方法に従って製造される中間発泡体は、0.5ポンド/ガロン~3ポンド/ガロンの密度を有する。いくつかの態様では、本開示の方法に従って製造される中間発泡体は、3ポンド/ガロン~5ポンド/ガロンの密度を有する。例えば、本開示の方法に従って製造される中間発泡体は、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5及び5ポンド/ガロンの密度を有する。 Intermediate foams produced according to the methods of the present disclosure can have densities from about 0.5 lbs/gallon to about 5 lbs/gallon, such as from 0.5 lbs/gallon to 5 lbs/gallon. In some aspects, intermediate foams produced according to the methods of the present disclosure have densities from 0.5 lbs/gallon to 3 lbs/gallon. In some aspects, intermediate foams produced according to the methods of the present disclosure have densities between 3 lbs/gallon and 5 lbs/gallon. For example, intermediate foams produced according to the methods of the present disclosure have densities of 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5 and 5 pounds per gallon.
包装材料を製造するためのプロセスの一部として、本開示の中間発泡体は、本明細書において第1の層又は第1のリボンとも呼ばれる第1のウェブ基材に適用することができる。第1のウェブ基材は、上面及び下面、並びに周囲を画定する幅を有する。 As part of a process for making packaging material, the intermediate foam of the present disclosure can be applied to a first web substrate, also referred to herein as the first layer or first ribbon. The first web substrate has a top surface and a bottom surface and a width defining a perimeter.
中間発泡体は、当技術分野で知られている任意の方法、例えば、ローリング、滴下、個別塗布等を使用して、第1のウェブ基材に塗布することができる。いくつかの態様では、中間発泡体は、第1のウェブ基材に対して垂直に向けられたノズルを使用して適用される。中間発泡体は、離散要素で、例えば、ランダムに、又は点、線、正方形、三角形等のパターン等のパターンで適用することができる。 The intermediate foam can be applied to the first web substrate using any method known in the art, such as rolling, dripping, discrete application, and the like. In some aspects, the intermediate foam is applied using nozzles oriented perpendicular to the first web substrate. Intermediate foams can be applied in discrete elements, for example, randomly or in patterns such as patterns of dots, lines, squares, triangles, and the like.
第1のウェブ基材は、包装材料の製造に適した任意のウェブ材料を包含できる。例えば、第1のウェブ基材は、紙、段ボール、堆肥化可能ポリマーフィルム(例えば、コーテック社からのスコフィルム・アンド・エコワークス;タグリーフ・インダストリーズからのナティヴィア;フタムラからのネイチャーフレックス)、生分解性ポリマーフィルム、バイオベースフィルム(例えば、ポリ乳酸フィルム);セロファン(登録商標)ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、金属化フィルム、リサイクル可能な紙、再生紙、リサイクル可能なコート紙(例えば、カスケード・ソノコ・サーフシールド、スマートプラネットからのアースコーティング(登録商標))、リサイクル可能な金属蒸着紙(例えば、レクタからのメタルバックF)、又はこれらの組み合わせを含むことができる。 The first web substrate can include any web material suitable for manufacturing packaging materials. For example, the first web substrate may be paper, corrugated cardboard, compostable polymeric films (e.g., Scofilm and Ecoworks from Cortec; Nativia from Tagleaf Industries; Natureflex from Futamura), biodegradable polymeric films, bio-based films (e.g., polylactic acid films); Earth Coating® from Recta), recyclable metallized paper (eg, Metal Back F from Recta), or combinations thereof.
本開示の組成物及び方法を使用して製造された中間発泡体は、水を除去するように処理することができる。好ましい態様では、中間発泡体は、中間発泡体中に存在する液体水が大気中に放出される水蒸気及び/又は蒸気に変換されるように処理される。液体水を除去するように処理された中間発泡体は、本明細書では乾燥されたものとも呼ばれ、本明細書では「乾燥発泡体」又は「超膨張発泡体」と呼ばれることがある。この処理により、中間発泡体から実質的にすべての水が除去される。例えば、この処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大100重量%除去される。他の態様では、この処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大99重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大95重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大90重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大85重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大80重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大75重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大70重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大65重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大60重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大55重量%除去される。他の態様では、処理により、本開示の中間発泡体中の水が最大50重量%除去される。 Intermediate foams produced using the compositions and methods of the present disclosure can be treated to remove water. In a preferred embodiment, the intermediate foam is treated such that liquid water present in the intermediate foam is converted to water vapor and/or steam that is released into the atmosphere. Intermediate foam that has been treated to remove liquid water is also referred to herein as dried and is sometimes referred to herein as "dry foam" or "hyperexpansion foam." This treatment removes substantially all water from the intermediate foam. For example, this treatment removes up to 100% by weight of water in the intermediate foams of the present disclosure. In another aspect, the treatment removes up to 99% by weight of water in the intermediate foams of the present disclosure. In other aspects, the treatment removes up to 95% by weight of water in the intermediate foams of the present disclosure. In other aspects, the treatment removes up to 90% by weight of water in the intermediate foams of the present disclosure. In other aspects, the treatment removes up to 85% by weight of water in the intermediate foams of the present disclosure. In other aspects, the treatment removes up to 80% by weight of water in the intermediate foams of the present disclosure. In other aspects, the treatment removes up to 75% by weight of water in the intermediate foams of the present disclosure. In other aspects, the treatment removes up to 70% by weight of water in the intermediate foams of the present disclosure. In other aspects, the treatment removes up to 65% by weight of water in the intermediate foams of the present disclosure. In other aspects, the treatment removes up to 60% by weight of water in the intermediate foams of the present disclosure. In other aspects, the treatment removes up to 55% by weight of water in the intermediate foams of the present disclosure. In other aspects, the treatment removes up to 50% by weight of water in the intermediate foams of the present disclosure.
本明細書に開示される中間発泡体から、液体水を除去する(すなわち、乾燥させる)様々な方法を使用することができる。いくつかの態様では、本開示の中間発泡体は、水を除去するために周囲温度及び湿度で処理される。いくつかの態様では、中間発泡体は、水を除去するために従来の加熱で処理される。他の態様では、乾燥方法は、従来の加熱を包含せず、例えば、約100℃~約450℃の加熱温度を生成するオーブンを使用する加熱を包含しない。 Various methods of removing liquid water (ie, drying) from the intermediate foams disclosed herein can be used. In some aspects, the intermediate foams of the present disclosure are treated at ambient temperature and humidity to remove water. In some aspects, the intermediate foam is treated with conventional heat to remove water. In other embodiments, the drying method does not include conventional heating, such as using an oven that produces a heating temperature of about 100°C to about 450°C.
いくつかの態様では、本開示の組成物及び方法を使用して製造された中間発泡体を、誘電熱を使用して乾燥させることができる。これらの方法では、中間発泡体は超膨張発泡体に変換される。特定の理論に縛られるつもりはないが、中間発泡体の木質繊維層間に取り込まれた液体水は、水蒸気及び/又は蒸気に急速に変換されると、水蒸気及び/又は蒸気が中間発泡体から放出されるにつれて中間発泡体を膨張させ、超膨張(乾燥)発泡体をもたらすと考えられている。 In some aspects, the intermediate foam produced using the compositions and methods of the present disclosure can be dried using dielectric heat. In these methods, the intermediate foam is converted into a hyperexpansion foam. While not wishing to be bound by any particular theory, it is believed that the liquid water entrapped between the wood fiber layers of the intermediate foam is rapidly converted to water vapor and/or steam causing the intermediate foam to expand as the water vapor and/or steam is released from the intermediate foam resulting in a hyperexpanded (dry) foam.
本開示の超膨張発泡体の総体積増加%は、超膨張発泡体のx、y及びz方向で(例えば、ノギス又はマイクロメーターで)測定し、誘電処理前の中間発泡体のx、y及びz方向測定値と比較することによって決定することができる。超膨張発泡体の体積は、キャリパー又はマイクロメーターで得られた測定値を使用して、次の式に従って決定できる:
X測定値 × Y測定値 × Z測定値=発泡体の体積
The % total volume increase of the hyperexpanded foams of the present disclosure can be determined by measuring (e.g., with calipers or micrometers) in the x, y, and z directions of the hyperexpanded foams and comparing to the x, y, and z direction measurements of the intermediate foams prior to dielectric treatment. The volume of hyperexpanded foam can be determined according to the following formula using measurements taken with a caliper or micrometer:
X measurement x Y measurement x Z measurement = foam volume
本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも5体積%の総体積%、すなわち合計の体積%の増加を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、最大1000体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも10体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも15体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも20体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも25体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも30体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも35体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも40体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも45体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも50体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも55体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも60体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも65体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも70体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも75体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも80体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも85体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも90体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも95体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも100体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも110体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも120体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも130体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも140体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも150体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも160体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも170体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも180体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも190体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも200体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも210体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも220体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも230体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも240体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも250体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも260体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも270体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも280体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも290体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも300体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも310体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも320体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも330体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも340体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも350体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも360体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも370体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも380体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも390体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも400体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも410体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも420体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも430体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも440体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも450体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも460体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも470体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも480体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも490体積%の総体積増加%を示す。いくつかの態様では、本開示の超膨張発泡体は、中間発泡体の体積と比較して、少なくとも500体積%の総体積増加%を示す。 The hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a total volume % increase of at least 5% by volume, ie, a total volume % increase, compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of up to 1000% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 10% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 15% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a total % volume increase of at least 20% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 25% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a total % volume increase of at least 30% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 35% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 40% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 45% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a total % volume increase of at least 50% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 55% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 60% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 65% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a total % volume increase of at least 70% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 75% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a total % volume increase of at least 80% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 85% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 90% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 95% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 100% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 110% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 120% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 130% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 140% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 150% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 160% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 170% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 180% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 190% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 200% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 210% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 220% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 230% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 240% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 250% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 260% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 270% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 280% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 290% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a total % volume increase of at least 300% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 310% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 320% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 330% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 340% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 350% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 360% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 370% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 380% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 390% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 400% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 410% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 420% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 430% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 440% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 450% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 460% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 470% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 480% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a % total volume increase of at least 490% by volume compared to the volume of the intermediate foam. In some aspects, the hyperexpanded foams of the present disclosure exhibit a total % volume increase of at least 500% by volume compared to the volume of the intermediate foam.
本開示の中間発泡体の誘電加熱は、予め選択された周波数を用いて予め選択された時間行われると、x、y及び/又はz方向のそれぞれに中間発泡体が膨張し、最初の中間発泡体と比較して、より低い含水量を有する超膨張発泡体を生成する結果となる。非誘電熱を使用する本開示の中間発泡体の処理、又は本開示の周波数及び時間の範囲外の誘電熱による処理は、中間発泡体を膨張させて超膨張発泡体を形成する結果にはならない。 Dielectric heating of the intermediate foam of the present disclosure, when performed for a preselected time using a preselected frequency, results in expansion of the intermediate foam in each of the x, y and/or z directions, producing a hyperexpanded foam having a lower water content as compared to the initial intermediate foam. Treatment of the intermediate foam of the present disclosure using non-dielectric heat or treatment with dielectric heat outside the frequency and time ranges of the present disclosure will not result in expansion of the intermediate foam to form a hyperexpanded foam.
誘電加熱、電子加熱、無線周波数(RF)加熱、及び高周波加熱は、本明細書ではすべて交換可能に使用され、高周波交流電場又は電波が誘電材料を加熱するプロセスである。産業用無線周波数は、約2MHz~300MHで動作し、典型的な波長は約141~約24フィート(43~7.3メートル)である。好ましいRF周波数としては、100MHz未満、例えば、13.56、27.12、及び40.68MHzの周波数が挙げられる。 Dielectric heating, electronic heating, radio frequency (RF) heating, and radio frequency heating are all used interchangeably herein and are processes in which high frequency alternating electric fields or radio waves heat a dielectric material. Industrial radio frequencies operate from about 2 MHz to 300 MHz, with typical wavelengths from about 141 to about 24 feet (43 to 7.3 meters). Preferred RF frequencies include frequencies below 100 MHz, such as 13.56, 27.12, and 40.68 MHz.
いくつかの態様では、本開示の組成物及び方法を使用して製造された中間発泡体はまた、マイクロ波加熱である誘電加熱を使用して乾燥させ、超膨張発泡体を製造することができる。マイクロ波加熱により、x、y及び/又はz方向のそれぞれに中間発泡体が膨張し、超膨張発泡体が生成される。産業用マイクロ波システムは、300MHzを超える周波数を使用し、典型的な波長は約13~5インチ(33~12cm)である。好ましいマイクロ波周波数としては、915MHz及び2750MHzが挙げられる。 In some aspects, the intermediate foam produced using the compositions and methods of the present disclosure can also be dried using dielectric heating, which is microwave heating, to produce a hyperexpanded foam. Microwave heating expands the intermediate foam in each of the x, y and/or z directions to produce a hyperexpanded foam. Industrial microwave systems use frequencies above 300 MHz, with typical wavelengths of about 13-5 inches (33-12 cm). Preferred microwave frequencies include 915 MHz and 2750 MHz.
他の態様では、中間発泡体は、誘電加熱と従来の加熱を組み合わせて乾燥される。例えば、本開示の中間発泡体は、第1の処理工程で誘電加熱により処理されて超膨張発泡体を形成し得、得られた超膨張発泡体は、第2の処理工程で従来の加熱により処理され得る。他の態様では、中間発泡体は、誘電加熱、従来の加熱、及び周囲温度/湿度の組み合わせで処理される。例えば、本開示の中間発泡体は、第1の処理工程で誘電加熱により処理することができ、得られた超発泡発泡体は、第2の処理工程で従来の加熱により加熱し、続いて、従来の方法で加熱された超膨張発泡体を周囲温度/湿度での第3の処理工程で処理することができる。 In another aspect, the intermediate foam is dried using a combination of dielectric heating and conventional heating. For example, an intermediate foam of the present disclosure can be treated with dielectric heating in a first processing step to form a hyperexpanded foam, and the resulting hyperexpanded foam can be treated with conventional heating in a second processing step. In another aspect, the intermediate foam is treated with a combination of dielectric heating, conventional heating, and ambient temperature/humidity. For example, the intermediate foam of the present disclosure can be processed by dielectric heating in a first processing step, the resulting super-expanded foam heated by conventional heating in a second processing step, and then the conventionally heated hyper-expanded foam can be processed in a third processing step at ambient temperature/humidity.
本開示の中間発泡体は、誘電加熱(例えば、RF、マイクロ波)を使用して加熱されて超膨張発泡体を生成すると、x、y及び/又はz方向のそれぞれに膨張する。いくつかの態様では、本開示の中間発泡体は、x、y又はz方向に少なくとも20体積%膨張して、超膨張発泡体を生成する。いくつかの態様では、中間発泡体は、x方向に最大200%、y方向に最大200%、及び/又はz方向に最大200%膨張して、超膨張発泡体を生成することができる。 Intermediate foams of the present disclosure expand in each of the x, y and/or z directions when heated using dielectric heating (eg, RF, microwave) to produce hyperexpanded foams. In some aspects, the intermediate foams of the present disclosure expand at least 20% by volume in the x, y, or z directions to produce hyperexpanded foams. In some aspects, the intermediate foam can expand up to 200% in the x-direction, up to 200% in the y-direction, and/or up to 200% in the z-direction to create a super-expanded foam.
いくつかの態様では、中間発泡体は、x方向に最大150%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、x方向に最大100%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、x方向に最大50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、x方向に10%~50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、x方向に20%~40%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。例えば、本開示の中間発泡体は、x方向に1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45又は50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。 In some aspects, the intermediate foam can expand up to 150% in the x-direction to create a super-expanded foam. In some aspects, the intermediate foam can expand up to 100% in the x-direction to produce a hyperexpanded foam. In some aspects, the intermediate foam can expand up to 50% in the x-direction to create a hyperexpanded foam. In some aspects, the intermediate foam can expand between 10% and 50% in the x-direction to produce a hyperexpansion foam. In some aspects, the intermediate foam can expand 20% to 40% in the x-direction to produce a hyperexpansion foam. For example, an intermediate foam of the present disclosure can expand 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, or 50% in the x-direction to produce a hyperexpanded foam.
いくつかの態様では、中間発泡体は、y方向に5%~50%、例えば、10%~50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、y方向に最大200%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、y方向に最大100%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、y方向に最大50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、y方向に15%~35%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。例えば、本開示の中間発泡体は、y方向に1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45又は50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。 In some aspects, the intermediate foam can expand in the y-direction by 5% to 50%, such as 10% to 50%, to produce a hyperexpanded foam. In some aspects, the intermediate foam can expand up to 200% in the y-direction to create a super-expanded foam. In some aspects, the intermediate foam can expand up to 100% in the y-direction to create a super-expanded foam. In some aspects, the intermediate foam can expand up to 50% in the y-direction to create a super-expanded foam. In some aspects, the intermediate foam can expand between 15% and 35% in the y-direction to produce a hyperexpansion foam. For example, an intermediate foam of the present disclosure can expand 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, or 50% in the y-direction to produce a hyperexpanded foam.
いくつかの態様では、中間発泡体は、z方向に最大200%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、z方向に最大100%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、z方向に最大50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、z方向に5%~50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。いくつかの態様では、中間発泡体は、z方向に1%~25%、例えば、5%~25%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。例えば、本開示の中間発泡体は、z方向に1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45又は50%膨張して、超膨張発泡体を生成できる。 In some aspects, the intermediate foam can expand up to 200% in the z-direction to create a super-expanded foam. In some aspects, the intermediate foam can expand up to 100% in the z-direction to produce a super-expanded foam. In some aspects, the intermediate foam can expand up to 50% in the z-direction to produce a super-expanded foam. In some aspects, the intermediate foam can expand between 5% and 50% in the z-direction to produce a hyperexpanded foam. In some aspects, the intermediate foam can expand from 1% to 25%, such as from 5% to 25%, in the z-direction to create a hyperexpanded foam. For example, an intermediate foam of the present disclosure can expand 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, or 50% in the z-direction to produce a hyperexpanded foam.
いくつかの態様では、中間発泡体は、誘電熱(例えば、RF又はマイクロ波)を使用して加熱されると、x方向に約35%、y方向に約30%、及びz方向に約20%膨張して、超膨張発泡体を生成する。いくつかの態様では、中間発泡体は、誘電熱(例えば、RF又はマイクロ波)を使用して加熱されると、x方向に約23%、y方向に約99%、及びz方向に約11%膨張して、超膨張発泡体を生成する。たとえば、図4A、図4B、図5A、及び図5Bを参照。 In some aspects, the intermediate foam expands about 35% in the x-direction, about 30% in the y-direction, and about 20% in the z-direction when heated using dielectric heat (e.g., RF or microwave) to produce a hyperexpanded foam. In some aspects, the intermediate foam expands about 23% in the x-direction, about 99% in the y-direction, and about 11% in the z-direction when heated using dielectric heat (e.g., RF or microwave) to produce a hyperexpanded foam. See, eg, FIGS. 4A, 4B, 5A, and 5B.
開示された中間発泡体の従来の加熱は、誘電加熱(例えば、RF、マイクロ波)が生成するのと同程度まで、x、y及び/又はz方向のそれぞれにおいて中間発泡体の超膨張を生成しない。したがって、本開示の組成物の従来の加熱では、誘電加熱による処理なしでは、本開示の範囲内の超膨張発泡体を生成しない。 Conventional heating of the disclosed intermediate foam does not produce hyperexpansion of the intermediate foam in each of the x, y and/or z directions to the same extent that dielectric heating (eg, RF, microwave) produces. Therefore, conventional heating of the compositions of the present disclosure, without treatment with dielectric heating, does not produce hyperexpanded foams within the scope of the present disclosure.
本開示の中間発泡体を第1のウェブ基材に適用することによって製造される製品は、本開示の範囲内である。本開示の範囲内には、本開示の中間発泡体を第1のウェブ基材に適用し、誘電熱を中間発泡体に適用するか、又は誘電熱を中間発泡体及び第1のウェブ基材に適用することによって、中間発泡体をx、y及び/又はz方向のそれぞれに膨張させて超膨張発泡体を生成することによって生成される製品も含まれる。 Products made by applying an intermediate foam of the present disclosure to a first web substrate are within the scope of the present disclosure. Also within the scope of the present disclosure are products produced by applying an intermediate foam of the present disclosure to a first web substrate and applying dielectric heat to the intermediate foam, or applying dielectric heat to the intermediate foam and the first web substrate to expand the intermediate foam in each of the x, y and/or z directions to create a hyperexpanded foam.
積層製品も本開示の範囲内である。本開示によると、「積層」製品は、1つ又は複数のウェブ基材の表面の間に挟まれた本開示の発泡体(例えば、中間発泡体又は超膨張発泡体)を有する製品を指す。本開示のいくつかの積層製品は、1つのウェブ基材の表面の間に挟まれた本開示の発泡体(例えば、中間発泡体又は超膨張発泡体)を有する単一積層製品である。他の態様では、単一積層製品は、2つの異なるウェブ基材の表面の間に挟まれた本開示の発泡体(例えば、中間発泡体又は超膨張発泡体)を有する。 Laminated products are also within the scope of this disclosure. According to this disclosure, a "laminated" product refers to a product having a foam (eg, intermediate foam or hyperexpanded foam) of the present disclosure sandwiched between surfaces of one or more web substrates. Some laminated products of the present disclosure are single laminated products having a foam of the present disclosure (eg, intermediate foam or hyperexpansion foam) sandwiched between surfaces of one web substrate. In other aspects, a single laminate product has a foam of the present disclosure (eg, intermediate foam or hyperexpansion foam) sandwiched between two different web substrate surfaces.
いくつかの態様では、これらの単一積層製品は、第1のウェブ基材に接着剤が塗布された状態で塗布された本開示の中間発泡体を有する第1のウェブ基材と、中間発泡体に適用される第二のウェブ基材とを含み、当該積層体は、任意で誘電加熱で処理されて、超膨張発泡体を生成する。第1のウェブ基材の少なくとも一部、例えば、第1のウェブ基材の周囲の少なくとも一部に接着剤を塗布し、第2のウェブ基材に接着剤を塗布して積層製品を形成する。単一の積層製品は、任意で従来の加熱又は誘電加熱で処理することができる。これらの単一積層製品は、封筒やパウチなどのパッケージに変換できる。 In some aspects, these single laminate products comprise a first web substrate having an intermediate foam of the present disclosure applied with an adhesive applied to the first web substrate, and a second web substrate applied to the intermediate foam, the laminate optionally being treated with dielectric heating to produce a hyperexpansion foam. Adhesive is applied to at least a portion of a first web substrate, eg, at least a portion of the perimeter of the first web substrate, and adhesive is applied to a second web substrate to form a laminated product. The single laminate product can optionally be treated with conventional heating or dielectric heating. These single laminated products can be converted into packages such as envelopes and pouches.
他の態様では、単一積層製品を、本開示の中間発泡体が適用された第1のウェブ基材を提供することによって製造してよい。いくつかの態様では、第1のウェブ基材を1つの継ぎ目で折り畳むことによって単一積層製品を製造してよく、他の2つの縁を接着剤で一緒に密封してパウチを形成してよい。また、パウチを密封して密封パッケージを形成するために、最後に残っている縁に感圧接着剤ストリップを取り付けてもよいことが想定される。感圧接着剤は、ライナーカバーを有してよく、このライナーカバーは後の時点で除去され、残りの側(縁)を閉じて密封してよい。組成物の中間発泡体(任意で誘電熱で加熱して超膨張発泡体を生成する)を含有する積層製品は、封筒、バッグ、パウチ、ボックス、カートン、ケース、蓋、ラップ、クラムシェル、カップ、及び接着剤付き食品容器を包含する製品を形成するための基礎となってよい。 In other aspects, a single laminate product may be produced by providing a first web substrate having an intermediate foam of the present disclosure applied thereto. In some embodiments, a single laminate product may be produced by folding the first web substrate at one seam, and the other two edges may be sealed together with an adhesive to form a pouch. It is also envisioned that a pressure sensitive adhesive strip may be attached to the last remaining edge to seal the pouch to form a sealed package. The pressure sensitive adhesive may have a liner cover that may be removed at a later time and the remaining sides (edges) sealed closed. Laminated products containing the intermediate foam of the composition (optionally heated with dielectric heat to produce a hyperexpanded foam) may be the basis for forming products including envelopes, bags, pouches, boxes, cartons, cases, lids, wraps, clamshells, cups, and adhesive-backed food containers.
いくつかの態様では,「多層積層」製品は、本開示の方法にしたがって製造できる。多層積層製品は、本開示の2つ以上の単一積層製品を組み合わせて製造される。多層積層製品を、任意で誘電熱で処理することができる。これらの多層積層製品は、例えば、封筒又はポーチ等のパッケージに変換できる。例えば、第1の単一積層製品を第2の単一積層製品の4面のうちの3つに接着剤で接着して、パウチを形成することができる。また、パウチを密封して密封パッケージを形成するために、最後に残っている縁に感圧接着剤ストリップを取り付けてもよいことが想定される。感圧接着剤はライナーカバーを有してよく、このライナーカバーは後の時点で除去され、残りの側(縁)を閉じて密封してよい。組成物の発泡体(任意に誘電熱で加熱されている)を含有する多層積層製品は、封筒、バッグ、パウチ、ボックス、カートン、ケース、蓋、ラップ、クラムシェル、カップ、及び接着剤付き食品容器を包含する製品を形成するための基礎となってよい。 In some aspects, "multi-layer laminate" products can be made according to the methods of the present disclosure. A multi-layer laminate product is manufactured by combining two or more single laminate products of the present disclosure. The multilayer laminate product can optionally be dielectric heat treated. These multi-layer laminate products can be converted into packages such as, for example, envelopes or pouches. For example, a first single laminate product can be adhesively attached to three of the four sides of a second single laminate product to form a pouch. It is also envisioned that a pressure sensitive adhesive strip may be attached to the last remaining edge to seal the pouch to form a sealed package. The pressure sensitive adhesive may have a liner cover which may be removed at a later time and the remaining sides (edges) sealed closed. A multi-layer laminate product containing the foam of the composition (optionally dielectrically heated) may be the basis for forming products including envelopes, bags, pouches, boxes, cartons, cases, lids, wraps, clamshells, cups, and adhesive-backed food containers.
いくつかの態様では、本開示の中間発泡体は、ウェブ基材上の予め選択された位置内にとどまるように適用することができる。本開示の中間発泡体のウェブ基材への接着は、中間発泡体の各成分の種類及び量を調整することによって調整することができる。いくつかの態様では、バインダーの種類と量を調整するだけで、中間発泡体の接着を調整できる。いくつかの態様では、添加剤は、接着を増加又は減少させる成分を包含するように調整することができる。他の態様では、例えば、ウェブ基材への中間発泡体の適用の前又は後に接着剤を適用すること、ウェブ基材と中間発泡体との間の水素結合、又はそれらの組み合わせによって、ウェブ基材への中間発泡体の接着が調整される。超膨張発泡体は、圧縮及び/又は剪断の適用後でも、ウェブ基材への接着を維持することが望ましい。 In some aspects, the intermediate foams of the present disclosure can be applied to remain within preselected locations on the web substrate. Adhesion of the intermediate foam of the present disclosure to the web substrate can be adjusted by adjusting the type and amount of each component of the intermediate foam. In some embodiments, the adhesion of the intermediate foam can be adjusted simply by adjusting the type and amount of binder. In some embodiments, additives can be tailored to include ingredients that increase or decrease adhesion. In other aspects, the adhesion of the intermediate foam to the web substrate is adjusted, for example, by applying an adhesive before or after application of the intermediate foam to the web substrate, hydrogen bonding between the web substrate and the intermediate foam, or combinations thereof. It is desirable that the hyperexpansion foam remain adhered to the web substrate even after application of compression and/or shear.
本開示の方法に従って製造された製品は、接着剤を包含してよい。接着剤は当技術分野で知られており、例えば、水系接着剤、溶剤系接着剤、ホットメルト接着剤、及び感圧接着剤が挙げられる。本明細書に記載の製品に使用される接着剤は、最終製品の二酸化炭素排出量をさらに削減するために、再生可能、堆肥化可能、又は生分解性の材料から作成してもよい。ホットメルト接着剤及び水性接着剤は、本開示の中間発泡体が従来の加熱又は誘電加熱で処理されるのと同時に処理できるため、想定される。中間発泡体が従来の加熱又は誘電加熱で処理されると、ホットメルト接着剤と水性接着剤が硬化し、基材を接着する。開示された生成物での使用に適した好ましい接着剤としては、例えば、エチレン-酢酸ビニル(EVA)、ポリビニルアセテート(PVA)、ポリビニルアルコール(PVOH)、エチレンビニルアルコールコポリマー(EVOH)、アクリル、アクリレート、ポリウレタン(PUR)、エポキシ、ポリオレフィン、及びこれらの組合せを含む接着剤が挙げられる。 Products manufactured according to the methods of the present disclosure may include an adhesive. Adhesives are known in the art and include, for example, water-based adhesives, solvent-based adhesives, hot melt adhesives, and pressure sensitive adhesives. Adhesives used in the products described herein may be made from renewable, compostable, or biodegradable materials to further reduce the carbon footprint of the final product. Hot melt adhesives and water-based adhesives are contemplated as they can be processed at the same time that the intermediate foams of the present disclosure are processed with conventional heating or dielectric heating. When the intermediate foam is treated with conventional heating or dielectric heating, the hot melt adhesives and water-based adhesives cure and adhere the substrates. Preferred adhesives suitable for use in the disclosed products include, for example, adhesives comprising ethylene-vinyl acetate (EVA), polyvinyl acetate (PVA), polyvinyl alcohol (PVOH), ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH), acrylics, acrylates, polyurethanes (PUR), epoxies, polyolefins, and combinations thereof.
本開示の組成物、中間発泡体、超膨張発泡体、及び方法を使用して製造される製品としては、パッド入り封筒及び他の紙包装製品が挙げられる。本開示に従って製造された製品は、従来の紙廃棄物の流れにおいて高度にリサイクル可能であり得る。本開示に従って製造された製品は生分解性であり得る。生分解性の基準には、OECD 301、304A、及び306が包含される。本開示に従って製造された製品は、堆肥化可能である。堆肥化の基準としては、ISO 17088、ISO 18606、ASTM D6400、及びASTM D6868が挙げられる。本開示の方法に従って製造された製品は、ASTM D5929-18にも適合し得る。 Products made using the compositions, intermediate foams, hyperexpansion foams, and methods of the present disclosure include padded envelopes and other paper packaging products. Products made in accordance with the present disclosure may be highly recyclable in conventional paper waste streams. Products made according to the present disclosure may be biodegradable. Biodegradability standards include OECD 301, 304A, and 306. Products made according to the present disclosure are compostable. Composting standards include ISO 17088, ISO 18606, ASTM D6400, and ASTM D6868. Products made according to the methods of the present disclosure may also conform to ASTM D5929-18.
いくつかの態様では、本明細書に記載のように、バインダー、界面活性剤、及び任意の添加剤、並びに任意の水を包含する濃縮組成物を調製し、木材繊維含有基材、例えば、木材繊維を包含する紙パルプシート又は紙パルプシートのベールに(例えば、噴霧、コーティング、浸漬、含浸等により)塗布することができる。これらの濃縮組成物も本開示の範囲内である。バインダー、界面活性剤、任意の添加剤、及び任意の水濃縮組成物が適用された、得られた紙パルプシート又は紙パルプベールは、従来の方法を使用して乾燥させることができる。本明細書に記載の濃縮組成物で処理された、得られた紙パルプシート及び紙パルプベールもまた、本開示の範囲内である。これらの組成物中に存在するバインダー、界面活性剤、及び任意の添加剤の量は、乾燥した紙パルプシート又は紙パルプベールが浸す量の水に加えられるとき、得られる組成物が、1重量%~40重量%の木質繊維、0.5重量%~20重量%のバインダー、0.2重量%~10重量%の界面活性剤、10重量%~95重量%の水、及び最大30重量%の任意の添加剤を包含するようになる量である。得られた組成物は、包装材料の製造に使用できる中間発泡体及び超膨張発泡体を作成するために、本明細書に記載の方法のいずれかで使用することができる。 In some embodiments, a concentrated composition comprising binders, surfactants, and optional additives, and optionally water, as described herein, can be prepared and applied (e.g., by spraying, coating, dipping, impregnating, etc.) to a wood fiber-containing substrate, such as a paper pulp sheet or a veil of paper pulp sheets containing wood fibers. These concentrated compositions are also within the scope of this disclosure. The resulting paper pulp sheet or paper pulp bale, to which the binder, surfactants, optional additives, and optional water concentrate composition have been applied, can be dried using conventional methods. The resulting paper pulp sheets and paper pulp bales treated with the concentrate compositions described herein are also within the scope of the present disclosure. The amount of binder, surfactant, and any additives in these compositions is that the composition obtained is a wooden fiber of one % to 40 % by weight, 0.5 % by weight, a binder of 0.5 % by weight to 20 % by weight, when the amount of dried paper pulp sheet or paper pulpbert is applied. This is the amount that includes a surfactant of 0.2 % to 10 % by weight, 10 % to 95 % by weight, and any additives of up to 30 % by weight. The resulting compositions can be used in any of the methods described herein to make intermediate and hyperexpansion foams that can be used to make packaging materials.
以下の実施例は、例示のみを目的としており、本明細書に記載され特許請求される本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。 The following examples are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the scope of the invention described and claimed herein.
[実施例1]
木材繊維を水に浸し、元のコンパクトな形状から機械的に分解する。バインダー、界面活性剤、及び任意の添加剤を添加する。混合物を機械的に混合し、所定の空気含有量に達するまで通気する。ブレード又は混合プロセスには、適切な繊維分解、混合、及び空気含有量を組み込むことができる。繊維を完全に分離し、パーソナルケアムース、例えばシェービングクリームの全体的な稠度及び外観を有する発泡体を生成するには、より高い速度が必要となる場合がある。化学発泡剤や発泡剤は必要ない。
[Example 1]
Wood fibers are soaked in water and mechanically disassembled from their original compact shape. Binders, surfactants, and optional additives are added. The mixture is mechanically mixed and aerated until the desired air content is reached. The blade or mixing process can incorporate appropriate fiber disintegration, mixing, and air content. Higher speeds may be required to completely separate the fibers and produce a foam with the overall consistency and appearance of a personal care mousse, such as shaving cream. No chemical blowing agents or blowing agents are required.
混合及び通気した後、発泡体が移送される際に、追加の空気を発泡体に注入することができる。材料は、例えば、ダイヤフラムポンプ、ギアポンプ、オーガーシステム、ロータリーチューブ、高剪断ミキサー、重力送り、真空等を使用して移送することができる。得られた中間発泡体は、ウェブ基材に適用するために、単一又は複数の輸送システムに移される。 After mixing and aeration, additional air can be injected into the foam as it is transported. Materials can be transported using, for example, diaphragm pumps, gear pumps, auger systems, rotary tubes, high shear mixers, gravity feed, vacuum, and the like. The resulting intermediate foam is transferred to a single or multiple transport system for application to a web substrate.
ウェブ基材への塗布は、ウェブ基材に接触して、又は接触せずに行われる。中間発泡体は、特定の形状又はプレスによって押し出されて、所望のサイズ/形状の要素を実現できる。中間発泡体は、ウェブ基材上で事前に選択された形状になるように、プレス、押出装置、又は開放チャネルによって、任意に計量して開放ウェブ基材にすることができる。中間発泡体は、ストリップ、ストライプ、ドット、若しくはパターンで、又は複数の要素の形状/サイズと組み合わせて適用できる。 Application to the web substrate may occur with or without contact with the web substrate. The intermediate foam can be extruded in a specific shape or press to achieve the desired size/shape element. The intermediate foam can optionally be metered into an open web substrate by a press, extrusion device, or open channel into a preselected shape on the web substrate. The intermediate foam can be applied in strips, stripes, dots, patterns, or in combination with multiple element shapes/sizes.
中間発泡体は、ウェブ又はクロスウェブ方向に不連続パターンで適用される。好ましいパターンは、最短寸法0.5インチ未満、最長寸法1.5インチ以下の要素を包含する。中間発泡体パターン要素間の間隔は、適用される中間発泡体の厚さに依存する。好ましくは、厚さは約0.1インチ~約0.5インチである。たとえば、図6を参照。 The intermediate foam is applied in a discontinuous pattern in the web or cross-web direction. Preferred patterns contain elements less than 0.5 inches in shortest dimension and 1.5 inches or less in longest dimension. The spacing between intermediate foam pattern elements depends on the thickness of the intermediate foam applied. Preferably, the thickness is from about 0.1 inch to about 0.5 inch. For example, see FIG.
[実施例2]
中間発泡体がウェブ基材に適用された後、変換装置は、中間発泡体に過度の圧力をかけるべきではない。積層されている場合、中間発泡体が適用される場所に最小限の圧縮が適用される。厚さを維持しながらシステムの十分な閉鎖を確保するために、ウェブ基板の縁に任意に圧力が加えられる。
[Example 2]
After the intermediate foam is applied to the web substrate, the converter should not apply excessive pressure to the intermediate foam. If laminated, minimal compression is applied where the intermediate foam is applied. Pressure is optionally applied to the edges of the web substrate to ensure adequate closure of the system while maintaining thickness.
[実施例3]
中間発泡体は、1つ又は複数の方法を使用して乾燥される。RF及びマイクロ波乾燥パラメータを実施例4の表に示す。乾燥方法に応じて、中間発泡体の体積と比較して、より大きな体積を有する超膨張発泡体を製造することができる。超膨張発泡体は柔軟性があり、平均的な手の圧力で曲がる。中間発泡体の初期の一般的な形状は、誘電加熱処理後も維持され、超膨張発泡体材料の大部分は、包装中及び使用中もその場所に留まる。
[Example 3]
The intermediate foam is dried using one or more methods. The RF and microwave drying parameters are shown in the table in Example 4. Depending on the drying method, hyperexpanded foams can be produced that have a larger volume compared to the volume of the intermediate foam. Hyperexpansion foam is flexible and bends with average hand pressure. The initial general shape of the intermediate foam is maintained after the dielectric heat treatment and most of the hyperexpansion foam material remains in place during packaging and use.
[実施例4]
[実施例5]
実施例5では、ハンドミキサーとパドルミキサーを用いて各成分を11分間混合することにより、中間発泡体を調製した。得られた実施例5の中間発泡体は、約30,000cPの粘度及び3.6ポンド/ガロン(湿潤)の密度を有していた。中間発泡体の0.5湿潤グラムのドットを紙基材に塗布し、次いで1000ワットの電子レンジに約5分間置いた。実施例5をマイクロ波で加熱すると、x、y及びz方向に20%以下のサイズ増加が観察された。 For Example 5, an intermediate foam was prepared by mixing each component for 11 minutes using a hand mixer and paddle mixer. The resulting Example 5 intermediate foam had a viscosity of about 30,000 cP and a density of 3.6 pounds per gallon (wet). A 0.5 wet gram dot of intermediate foam was applied to the paper substrate and then placed in a 1000 watt microwave oven for about 5 minutes. Upon microwave heating of Example 5, a size increase of less than 20% was observed in the x, y and z directions.
実施例5の中間発泡体の0.5湿潤グラムドットは、375°Fの対流式オーブンにおいて乾燥するのに17分間かかった。中間発泡体の37湿潤グラムドットは、375°Fのオーブンで乾燥するのに1.5時間(90分)かかった。図2を参照。 A 0.5 wet gram dot of the intermediate foam of Example 5 took 17 minutes to dry in a 375°F convection oven. A 37 wet gram dot of intermediate foam took 1.5 hours (90 minutes) to dry in an oven at 375°F. See Figure 2.
マイクロ波処理から得られた材料は硬く、柔軟性は最小限であった。テクスチャーアナライザーで試験した場合、マイクロ波処理で得られた素材を圧縮するには、1ミリあたり約140グラムの力が必要であった。要素の一般的な形状は、乾燥プロセス全体で維持された。たとえば、図7を参照。 The material resulting from microwave treatment was stiff with minimal flexibility. A force of approximately 140 grams per millimeter was required to compress the material obtained from microwave treatment when tested with a Texture Analyzer. The general shape of the element was maintained throughout the drying process. For example, see FIG.
[実施例6]
実施例6に従って製造された中間発泡体は、約20,000cPsの粘度を有していた。中間発泡体は、密度が6.0ポンド/ガロンの低い発泡体量を有していた。実施例6は、非通気組成物と比較して最初はより高い視覚的な発泡体のピークを有していたが、すべての原料成分材料が組み合わされるにつれて、その体積は低減した。NaClを添加する前は、中間発泡体材料の密度は、約1.3ポンド/ガロンであった。図8を参照。 An intermediate foam made according to Example 6 had a viscosity of about 20,000 cPs. The intermediate foam had a low foam volume with a density of 6.0 lbs/gallon. Example 6 had a higher visual foam peak initially compared to the non-aerated composition, but its volume decreased as all the ingredient materials were combined. Prior to the addition of NaCl, the density of the intermediate foam material was approximately 1.3 pounds per gallon. See FIG.
実施例6の中間発泡体の0.5gのドットを紙上に形成し、次いで約5分間電子レンジにかけた。中間発泡体の0.5グラムの湿潤ドットは、X方向で1%減少し、y方向で6%増加し、z方向で3%増加した。乾燥後、マイクロ波処理発泡体の総体積増加%は4体積%であった。 A 0.5 g dot of the intermediate foam of Example 6 was formed on paper and then microwaved for about 5 minutes. A 0.5 gram wet dot of intermediate foam had a 1% decrease in the x direction, a 6% increase in the y direction, and a 3% increase in the z direction. After drying, the total volume increase % of the microwave treated foam was 4% by volume.
従来のオーブンでの実施例6の中間発泡体の処理は、0.5グラムの要素に対して375°Fで10分間を要した。 Processing the intermediate foam of Example 6 in a conventional oven required 10 minutes at 375° F. for a 0.5 gram element.
[実施例7]
実施例7で製造された中間発泡体は、約20,000cPsの粘度及び1.1ポンド/ガロンの湿潤密度を有していた。実施例7の中間発泡体を紙基材上に0.5グラムのドットで塗布し、1000ワットのマイクロ波で約30秒間処理して超膨張発泡体を生成した。マイクロ波で処理されると、材料の体積が増加し、要素の全体的な形状が維持され、超膨張発泡体が得られる。超膨張発泡体は紙基材に接着し、移動しても静止したままであった。超膨張発泡体は柔軟性があり、1ミリあたり約4グラムの圧縮が必要であった。 The intermediate foam produced in Example 7 had a viscosity of about 20,000 cPs and a wet density of 1.1 lbs/gallon. The intermediate foam of Example 7 was applied in 0.5 gram dots onto a paper substrate and treated with microwaves at 1000 watts for about 30 seconds to produce a hyperexpanded foam. When treated with microwaves, the material increases in volume and retains the overall shape of the element, resulting in a hyperexpanded foam. The hyperexpansion foam adhered to the paper substrate and remained stationary when moved. The hyperexpansion foam was flexible and required approximately 4 grams of compression per millimeter.
0.5グラムの中間発泡体を処理して(たとえば、乾燥させた)超膨張発泡体を製造した長さ2インチの線の体積増加は、x方向に18%,y方向に84%、及びz方向に66%であった。1.0湿潤グラムの長さ2インチの線の場合、中間発泡体は、乾燥して超膨張発泡体を生成すると、x方向に23%、y方向に115%、及びz方向に87%増加した。図3を参照。 A 2-inch long line in which 0.5 grams of intermediate foam was processed (e.g., dried) to produce hyperexpanded foam had volume increases of 18% in the x-direction, 84% in the y-direction, and 66% in the z-direction. For a 2 inch long line of 1.0 wet grams, the intermediate foam increased 23% in the x direction, 115% in the y direction, and 87% in the z direction when dried to produce a hyperexpanded foam. See FIG.
X、Y及びZ方向にキャリパー/マイクロメーターで測定し、0.5グラムの材料を使用した長さ2インチの線の中間発泡体の測定値と比較した場合、超膨張発泡体の体積増加%は、中間発泡体の体積と比較して、超膨張発泡体について240%の体積増加を示した。中間発泡体と比較したときの超膨張発泡体の体積増加%は、中間発泡体と比較して、360%の体積増加である。図3を参照。 When measured in calipers/micrometers in the X, Y, and Z directions and compared to measurements of a 2 inch long line of intermediate foam using 0.5 grams of material, the % volume increase of the hyperexpanded foam showed a 240% volume increase for the hyperexpanded foam compared to the volume of the intermediate foam. The % volume increase of the hyperexpansion foam when compared to the intermediate foam is 360% volume increase compared to the intermediate foam. See FIG.
[実施例8]
成分は均一に混合され、得られた実施例8の中間発泡体は15,000cPsの最終粘度を有していた。中間発泡体の密度は1.4ポンド/ガロンであった。中間発泡体が別個のパターンの要素でウェブ基材に適用された場合、中間発泡体はその一般的な形状及び構造を維持した。マイクロ波処理後、中間発泡体はx、y及びz方向にサイズが大きくなり、超膨張発泡体が生成された。テクスチャーアナライザーで評価すると、超膨張発泡体の剛性は1ミリメートルあたり約68グラムであった。図9を参照。 The ingredients were uniformly mixed and the resulting intermediate foam of Example 8 had a final viscosity of 15,000 cPs. The intermediate foam density was 1.4 lbs/gallon. When the intermediate foam was applied to the web substrate in discrete pattern elements, the intermediate foam maintained its general shape and structure. After microwave treatment, the intermediate foam increased in size in the x, y and z directions to produce a super expanded foam. The stiffness of the hyperexpanded foam was about 68 grams per millimeter as assessed by a texture analyzer. See FIG.
[実施例9]
成分を均一に混合し、得られた実施例9の中間発泡体は、約4,000cPsの最終粘度を有していた。中間発泡体の最終密度は1.2ポンド/ガロンであった。中間発泡体は、個別のパターンで紙の下地に適用されたときに、その一般的な形状と構造を維持した。マイクロ波処理後の中間発泡体は、実施例9の超膨張発泡体を生成した。マイクロ波処理後の中間発泡体から超膨張発泡体への体積増加率は、各方向で4%以上であった。超膨張発泡体は、乾燥後も柔軟なままであった。 The ingredients were uniformly mixed and the resulting intermediate foam of Example 9 had a final viscosity of about 4,000 cPs. The final density of the intermediate foam was 1.2 lbs/gallon. The intermediate foam maintained its general shape and structure when applied to the paper substrate in discrete patterns. The intermediate foam after microwave treatment produced the super expanded foam of Example 9. The volume increase from the intermediate foam to the hyperexpanded foam after microwave treatment was greater than 4% in each direction. The hyperexpansion foam remained flexible after drying.
実施例9の中間発泡体の0.5グラム要素を、従来のオーブンで375°Fで10分間処理した。中間発泡体をオーブンで乾燥させたとき、サイズの増加は観察されなかった。従来のオーブンを使用して中間発泡体を乾燥させると、高さ(z方向)の減少が観察された。超膨張発泡体を生成するためのサイズの増加は、中間発泡体がマイクロ波で処理された場合にのみ観察された。 A 0.5 gram element of the intermediate foam of Example 9 was processed in a conventional oven at 375° F. for 10 minutes. No increase in size was observed when the intermediate foam was dried in the oven. A reduction in height (z-direction) was observed when the intermediate foam was dried using a conventional oven. An increase in size to produce a hyperexpanded foam was observed only when the intermediate foam was treated with microwaves.
[実施例10]
成分を均一に混合し、得られた実施例10の中間発泡体は、約11,000cPsの最終粘度を有していた。中間発泡体の最終密度は、1.4ポンド/ガロンであった。中間発泡体は適用中に安定ではなく、木材繊維は中間発泡体に均一に分散していなかった。中間発泡体試料を紙基材に適用すると、中間発泡体は急速に乾燥し、離散要素で基材に適用した場合、中間発泡体はその全体的な形状と構造を維持した。超膨張発泡体は、マイクロ波で乾燥して超膨張発泡体を生成した後、x、y及びz方向のサイズのわずかな増加を示した。最終積層体(乾燥)の全体の厚さは約0.20インチであった。0.5グラムの中間発泡体の湿潤ドットをマイクロ波で約3分間処理すると、中間発泡体からほとんどの水が除去され、超膨張発泡体が生成された。図10Aを参照。実施例10の中間発泡体の0.5グラムの湿潤ドットのシートを従来のオーブンで処理するには、375°Fで10分間必要であり、超膨張発泡体は生成されなかった。図10Bを参照。 The ingredients were uniformly mixed and the resulting intermediate foam of Example 10 had a final viscosity of about 11,000 cPs. The final density of the intermediate foam was 1.4 lbs/gallon. The intermediate foam was not stable during application and the wood fibers were not evenly distributed in the intermediate foam. When the intermediate foam sample was applied to the paper substrate, the intermediate foam dried quickly and when applied to the substrate in discrete elements, the intermediate foam maintained its overall shape and structure. The hyperexpanded foam showed a slight increase in size in the x, y and z directions after microwave drying to produce a hyperexpanded foam. The total thickness of the final laminate (dry) was about 0.20 inch. Microwave treatment of 0.5 grams of wet dots of intermediate foam for about 3 minutes removed most of the water from the intermediate foam and produced a hyperexpanded foam. See FIG. 10A. Processing a 0.5 gram sheet of wet dots of the intermediate foam of Example 10 in a conventional oven required 10 minutes at 375° F. and did not produce a hyperexpansion foam. See Figure 10B.
[実施例11]
実施例11に従って製造された中間発泡体は、0.88ポンド/ガロンの密度及び約25,000cPsの粘度を有していた。実施例11の中間発泡体を0.25湿潤グラムドットで紙基材上に置き、(i)100%出力及び(i)30%出力で1000ワットのマイクロ波で乾燥させた。 An intermediate foam made according to Example 11 had a density of 0.88 lbs/gallon and a viscosity of about 25,000 cPs. The intermediate foam of Example 11 was laid down on a paper substrate at 0.25 wet gram dots and dried in a 1000 Watt microwave at (i) 100% power and (i) 30% power.
1000ワットのマイクロ波で、30%出力で約60秒間処理された中間発泡体は、試料中に10~15重量%の水分を有する超膨張発泡体を生成した。中間発泡体の0.25湿潤グラムの試料は、超膨張発泡体が生成されたときに、X方向に19%、y方向に24%成長し、z方向に22%減少した。超膨張発泡体の全体的な平均体積増加は、中間発泡体の体積と比較して46%であった。図11Aを参照。 Intermediate foams treated with 1000 Watt microwaves at 30% power for about 60 seconds produced hyperexpanded foams with 10-15% by weight moisture in the sample. A 0.25 wet gram sample of the intermediate foam grew 19% in the x direction, 24% in the y direction, and decreased 22% in the z direction when the hyperexpanded foam was produced. The overall average volume increase of the hyperexpanded foam was 46% compared to the volume of the intermediate foam. See FIG. 11A.
同じマイクロ波で、100%出力で30秒間処理された中間発泡体の0.25湿潤ドットは、10~15重量%の水分を有する超膨張発泡体を生成した。0.25グラムの中間発泡体の試料は、中間発泡体と比較して、X方向で43%、y方向で28%、Z方向で5%増加した。超膨張発泡体の全体的な平均体積増加は、中間発泡体の体積と比較して182%であった。図11Bを参照。
A 0.25 wet dot of intermediate foam treated with the same microwave at 100% power for 30 seconds produced a hyperexpanded foam with 10-15% moisture by weight. The 0.25 gram intermediate foam sample had a 43% increase in the X direction, a 28% increase in the y direction, and a 5% increase in the Z direction compared to the intermediate foam. The overall average volume increase of the hyperexpanded foam was 182% compared to the volume of the intermediate foam. See FIG. 11B.
Claims (49)
0.5重量%~20重量%のバインダー、
0.2重量%~10重量%の界面活性剤、
10重量%~95重量%の水、及び
0重量%~30重量%の添加剤
を含む、組成物。 1% to 40% by weight of wood fiber,
0.5% to 20% by weight of a binder;
0.2% to 10% by weight of a surfactant;
A composition comprising 10% to 95% by weight water and 0% to 30% by weight additives.
90体積%~5体積%の請求項1~15又は48のいずれか一項に記載の組成物
を含む、中間発泡体。 An intermediate foam comprising from 10% to 95% by volume air and from 90% to 5% by volume of the composition of any one of claims 1-15 or 48.
0.5重量%~20重量%のバインダー、
0.2重量%~10重量%の界面活性剤、
10重量%~95重量%の水、及び
0重量%~30重量%の添加剤
を含む組成物を調製する工程;
前記組成物を混合及び通気し、中間発泡体を形成する工程;
前記中間発泡体をウェブ基材上に適用する工程;並びに
前記中間発泡体を加熱して、水を実質的に除去する工程;
前記中間発泡体の加熱により、体積が膨張し、超膨張発泡体が形成される、
を含む、超膨張発泡体を形成する方法。 1% to 40% by weight of wood fiber,
0.5% to 20% by weight of a binder;
0.2% to 10% by weight of a surfactant;
preparing a composition comprising 10% to 95% by weight of water and 0% to 30% by weight of additives;
mixing and aerating the composition to form an intermediate foam;
applying the intermediate foam onto a web substrate; and heating the intermediate foam to substantially remove water;
heating the intermediate foam causes it to expand in volume and form a super-expanded foam;
A method of forming a hyperexpansion foam comprising:
従来の熱又は周囲の熱を使用して、前記組成物を乾燥し、乾燥パルプ組成物を製造すること;
を含み、
前記乾燥パルプ組成物に水を添加すると、請求項1~15のいずれか一項に記載の組成物が製造される、方法。 preparing a composition comprising wood pulp, a binder, a surfactant, water, and optional additives; and drying said composition using conventional or ambient heat to produce a dry pulp composition;
including
A method, wherein the addition of water to the dry pulp composition produces the composition of any one of claims 1-15.
混合物に水を添加すると、請求項1~15のいずれか一項に記載の組成物が製造される、方法。 A method comprising combining a two-part kit, said two-part kit comprising (i) a first part comprising a binder, a surfactant, and optional additives, and (ii) a second part comprising wood fibers,
A method wherein water is added to the mixture to produce the composition of any one of claims 1-15.
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